長腰內錐節(jié)流裝置的數值仿真與實驗研究.pdf

1、差壓式流量計是工業(yè)中使用最廣泛的一種流量計，廣泛應用于石油、天然氣、化工等許多領域。內錐式流量計作為一種新型差壓式流量計在多相流測量中逐漸受到關注，它能在較短的直管段條件下對流體實現準確的測量，但其結構尚存在優(yōu)化的空間，需進行深入研究。本文對內錐式流量計節(jié)流裝置進行優(yōu)化研究，利用計算流體力學(CFD)方法對DN50mm水平管道中內錐體的流場進行數值模擬，分析不同結構參數內錐體的水力特性以得到最優(yōu)結構。數值仿真結果表明，優(yōu)化后的內錐體結構

2、可以顯著降低永久壓損，提高測量重復性和精確度。
　　 本課題以長腰內錐節(jié)流裝置為研究對象，以三維計算流體力學仿真與多相流裝置物理模擬實驗相結合為主要手段，研究長腰內錐節(jié)流裝置對流體的整定作用，分析長腰內錐節(jié)流裝置的流動特性，得出最優(yōu)結構。所做的工作包括數學模型的研究、計算流體力學仿真、實驗樣機的研制、及標定實驗四個部分：
　　 (1)分析長腰內錐節(jié)流裝置的測量原理，結合流體力學理論知識與經驗公式推導差壓、永久壓損與流體流

3、量之間的函數關系，提出并推導長腰內錐流量計的雙差壓模型。
　　 (2)采用計算流體力學軟件分三個階段對長腰內錐節(jié)流裝置的流場進行數值模擬，主要工作包括Gambit數學建模、選擇合適的湍流計算模型、設置合理的邊界條件，分三個階段對長腰內錐節(jié)流裝置進行仿真研究，最終得到最優(yōu)結構。
　　 (3)根據仿真結果，設計加工一系列不同尺寸的50mm口徑長腰內錐節(jié)流裝置，測量管道的材質為有機玻璃；采用固定環(huán)--支撐桿式安裝方式。