孔板流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造、技術(shù)成熟且無(wú)需標(biāo)定，使其應(yīng)用廣泛，此外，它還具有可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。但是由于其用來(lái)進(jìn)行流量檢測(cè)的部分--節(jié)流件是純機(jī)械結(jié)構(gòu)，所以很大程度上都要依靠精準(zhǔn)的幾何尺寸來(lái)保證計(jì)量的精度�？装蹇卓谇熬変J度的變化作為孔板自身結(jié)構(gòu)的影響因素具有典型的意義。
按照GB/T2624-2006《用安裝在圓形截面管道中的壓差裝置測(cè)量滿(mǎn)管流體流量》規(guī)定：孔板上游入口邊緣應(yīng)為直角，孔板開(kāi)口與上游端面之間的夾角為90°±03°，上游入口前緣和下游邊緣應(yīng)無(wú)劃痕和毛刺。尤其是對(duì)于流量計(jì)算公式中流出系數(shù)影響較大的上游邊緣G，要求加工精度高，邊緣是尖銳的。若直角入口邊緣成圓弧，則其圓弧半徑r應(yīng)不大于0.0004d。這其實(shí)是一個(gè)比較嚴(yán)苛的要求。在本次模擬中的模型是管徑D=1O0mm,β=0.4的標(biāo)準(zhǔn)孔板，若以此為例，β=0.4可以得知孔口直徑d=40mm，則r＜0.0004 x40mm=0.016mm，可以看出標(biāo)準(zhǔn)對(duì)孔板直角入口邊緣的尖銳度要求很高，即使是加工上沒(méi)有問(wèn)題，但是在使用過(guò)程中，孔板會(huì)受到不斷地磨損，這也是不可避免的，標(biāo)準(zhǔn)所要求的如此高的精度也絕對(duì)是很難保持的。所以圓弧半徑r值將越來(lái)越大，孔板圓滑過(guò)渡，會(huì)導(dǎo)致流經(jīng)孔板的流體流速發(fā)生變化，流速變化就會(huì)引起壓差的變化，進(jìn)而導(dǎo)致流出系數(shù)的變化。而從流體力學(xué)的角度進(jìn)行討論，孔板直角入口邊緣尺寸的變化對(duì)整個(gè)管路流體的流場(chǎng)分布影響較大。因此提出如何分析孔板流量計(jì)孔板直角入口邊緣尺寸變化對(duì)其計(jì)量精度的影響的方法是非常必要的。
隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，在流體力學(xué)領(lǐng)域越來(lái)越多地應(yīng)用了CFD數(shù)值模擬方法。由于其還不受實(shí)驗(yàn)條件的限制，CFD數(shù)值模擬方法比較起需要以大量實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的流體力學(xué)的傳統(tǒng)研究方法來(lái)具有特殊的優(yōu)勢(shì)。
應(yīng)用商業(yè)軟件，模擬仿真出安裝有孔板流量計(jì)的管道內(nèi)的流體流動(dòng)情況，設(shè)定了4個(gè)不同孔板直角入口邊緣圓弧度，建模分析四種情況下的流場(chǎng)分布情況，利用流量公式計(jì)算出四種情況下的流出系數(shù)C’值，也就是數(shù)值模擬流出系數(shù)值。進(jìn)而預(yù)測(cè)孔板直角入口邊緣尖銳度對(duì)流量計(jì)計(jì)精度的影響。 |
