多孔孔板流量计的函数孔结构研究.pdf

2015年
仪表故木与传器
第2期
Instrument Technique and Sensor
NO. 2
多孔孔板流量计的函数孔结构研究
程宇,刘玉长
(中南大学能源科学与工程学院,湖南长沙410083)
摘要:多孔孔板流量计是一种比传统的差压测量装置更优良的新型差压式流量測量装置,但其函数孔的确定目前没
有统一的标准。针对该问题,采用CFD仿真软件,在相同等效直径比的情况下,针对多孔孔板的函数孔结构,研究了开孔
数目、孔分布以及倒角等因素对于减少压力损失所起到的影响和作用。根据仿真研究结果,制作了一种多孔孔板流量计
迸行流体试验,试验果表明该方法的准确性。
关键词:多孔孔板流量计;压力损失;等效直径比;函数孔;仿真;试验对比
中图分类号:TP211文献标识码:A
文章编号:1002-1841(2015)02-0023-03
Research on Function Pore Structure of Porous Orifice Flowmeter
CHENG Yu, LIU Yu-chang
School of Energy Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China
Abstract: Compared with the traditional pressure measuring device, the porous orifice flowmeter is a more excellent measuring
device. But there isn't any uniform standard currently on how to determine the hole function. In order to solve the problem, the
impact of the function pore structure of the porous plates on reducing the pressure loss was simulated by CFD. The factors included
the number of holes, pore size distribution and the chamfers. A kind of porous orifice flowmeter is made to undertake fluid experi
ments P-ft5t according to the results of simulation, and the results show that this method is accurate
Key words: porous orifice flowmeter; pressure losses; equivalent diameter ratio; hole function; simulation; experimental compar-
Ison
0引言
献可以查阅。对于如何定制函数孔,缺少ー个统一的标准。以
孔板流量计因其结构简单、耐用而成为目前国际上标准化因节流而产生的压力损失作为对比参照,通过仿真对函数孔结
程度高、应用最为广泛的一种流量计,但也存在着流出系数不构的研究,主要包括多孔孔板开孔数量、孔的分布以及倒角等
稳定、线性差、重复性不高、永久压力损失大等缺点。
因素对减小压力损失所起到的影响和作用,对于函数孔的制定
美国马欧尔航空飞行中心设计发明的一种新型差压式流有一定的指导意义;为函数孔制定标准化奠定基础,将有助于
量测量装置,即多孔孔板流量计(又称为平衡流量计)2。多孔推动多孔孔板的孔函数的研究与应用进展。
孔板流量计对传统节流装置有着极大的突破,与传统差压式流
函数孔结构的研究
量计相比较,具有永久压力损失小、精密度高、量程比大、直管
以内径D为50mm、等效直径比B=0.35的孔板“,流动介
段短等优点。
质纯水为研究对象,参考标准孔板在实际工业应用和本次仿真
多孔孔板流量计测量原理图如图1所示。虽然多孔孔板模拟,为保证流体能够以充分发展、理想的湍流状态进入流量
的结构与标准孔板不同,其测量原理还是节流测量,因此在流计,设计有长度分别为10D、14D的上下游直管段り。在此基础
量计算时仍可采用标准孔板的经典计算公式
上做了3组不同的仿真模拟,并且选定其中一个模拟结果的设
Q=K√△p/
计方案进行实流实验,通过对比实流实验结果与模拟仿真结果
式中:Q为管道中流体的流量;K为无量纲系数;△p为孔板节流从而验证仿真结果的准确性。
前后的压力差;p为流体密度
1,1对开孔数量的研究
在此先研究孔的结构为无倒角的情况,对数量研究的时候
要求其他参数均是相同的,包括有孔分布以及孔的结构。设计
时在一个多孔孔板上每个小孔的直径是一样的,由等效直径比
图1多孔孔板流量计测量原理图
的定义可知开孔直径为
多孔孔板流量计每个孔的尺寸和分布基于独特的公式和
d=DXB/n
测试数据定制,称为函数孔。至于函数孔是如何定制,与哪式中:d为节流孔的直径:D为管道的直径;=;n为开孔
域因素有关,主要由什么参数来决定的,目前还没有相关的文数:A,为每个小孔的面积;A为是管道的截面积。
收稿日期:2013-12-31收修改稿日期:2014-11-24
设计原则为:把孔只分布在以孔板的中心为圆心的一个圆