摘要(yao):多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計 尾(wei)流流(liu)動特(te)性是(shi)影響(xiang)計量(liang)性能(neng)的關(guan)鍵,爲(wei)了分(fen)析節(jie)💜流孔(kong)前後(hou)倒角(jiao)對尾(wei)流流(liu)動特(te)性的(de)影響(xiang)規律(lü)、優化(hua)多孔(kong)孔闆(pan)結構(gou),針對(dui)DN100、節流(liu)比爲(wei)0.67的多(duo)孔孔(kong)闆,本(ben)研究(jiu)利用(yong)CFD技術(shu)對帶(dai)倒角(jiao)多孔(kong)孔闆(pan)的尾(wei)🚩流流(liu)場進(jin)行♊計(ji)算，從(cong)而揭(jie)示節(jie)流孔(kong)前後(hou)倒🏃🏻角(jiao)對計(ji)量性(xing)能的(de)影響(xiang)規律(lü),并利(li)用實(shi)流實(shi)驗🌈進(jin)行驗(yan)證。研(yan)👣究結(jie)果表(biao)明🐪:前(qian)倒角(jiao)是降(jiang)低永(yong)久壓(ya)力損(sun)失的(de)關鍵(jian)因素(su),但無(wu)法提(ti)高計(ji)量精(jing)度,當(dang)前倒(dao)角在(zai)30°~60°時,永(yong)久🈲壓(ya)力損(sun)失爲(wei)相同(tong)節流(liu)比的(de)标準(zhun)孔闆(pan)的50%,流(liu)出系(xi)數線(xian)性度(du)誤差(cha)随前(qian)孔倒(dao)角角(jiao)度的(de)增大(da)而提(ti)高,當(dang)前倒(dao)角爲(wei)60°時,與(yu)無前(qian)孔倒(dao)角的(de)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計線(xian)性度(du)誤差(cha)接近(jin);在45°~60°範(fan)圍内(nei),後倒(dao)角對(dui)尾流(liu)流🌂場(chang)具有(you)較好(hao)調整(zheng)作用(yong),從而(er)拓寬(kuan)量程(cheng)範圍(wei)、提高(gao)計量(liang)精度(du)。由此(ci)得出(chu),前倒(dao)角爲(wei)60°、後倒(dao)角㊙️在(zai)45°~60°範圍(wei)内的(de)多孔(kong)孔闆(pan)計量(liang)🙇🏻性能(neng)有較(jiao)大🐪的(de)提高(gao)。
1引言(yan)
　　傳統(tong) 差壓(ya)式流(liu)量計(ji) 雖然(ran)具有(you)結構(gou)簡單(dan)、價格(ge)低廉(lian)、實驗(yan)數據(ju)豐富(fu)、實現(xian)标準(zhun)化等(deng)優點(dian)，但是(shi)隻有(you)在符(fu)合标(biao)準要(yao)求的(de)技術(shu)條件(jian)🔴下,才(cai)能準(zhun)确地(di)測量(liang)流量(liang)。在工(gong)程實(shi)際應(ying)用中(zhong),很多(duo)工況(kuang)條件(jian)無法(fa)滿足(zu)測量(liang)要求(qiu),例如(ru)雷諾(nuo)數低(di)于标(biao)準中(zhong)推薦(jian)的雷(lei)諾數(shu)範圍(wei)、測量(liang)介質(zhi)複雜(za)等。在(zai)💃🏻這些(xie)情況(kuang)下,非(fei)标準(zhun)差壓(ya)式流(liu)量計(ji)就顯(xian)示出(chu)它的(de)優越(yue)性,目(mu)前💘具(ju)有代(dai)表性(xing)非标(biao)準差(cha)壓式(shi)流量(liang)計主(zhu)要是(shi) 錐形(xing)流量(liang)計 和(he)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計。錐(zhui)形流(liu)量計(ji)具有(you)自清(qing)潔、自(zi)整流(liu)、量程(cheng)範圍(wei)寬精(jing)度高(gao)、壓損(sun)低、前(qian)後直(zhi)管段(duan)短等(deng)有❗優(you)點而(er)被廣(guang)泛應(ying)用。該(gai)流🏃‍♀️量(liang)計不(bu)但具(ju)有錐(zhui)形流(liu)量計(ji)的優(you)點，而(er)且結(jie)構簡(jian)🌈單、安(an)全性(xing)高,在(zai)🐕國際(ji)上引(yin)起🔆關(guan)注,在(zai)中國(guo)廣泛(fan)應📧用(yong)。
　　爲了(le)掌握(wo)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計的(de)核心(xin)技術(shu),國内(nei)科研(yan)技術(shu)人員(yuan)開始(shi)對該(gai)流量(liang)計進(jin)行研(yan)究。對(dui)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計進(jin)行實(shi)驗研(yan)究，研(yan)究結(jie)果表(biao)明該(gai)流量(liang)計的(de)計量(liang)性能(neng)遠高(gao)❤️于标(biao)準🌈孔(kong)闆。對(dui)特定(ding)節流(liu)孔布(bu)局方(fang)式的(de)多孔(kong)孔闆(pan)的局(ju)部阻(zu)力系(xi)數及(ji)影響(xiang)該系(xi)數的(de)🚶‍♀️關鍵(jian)因素(su)進行(hang)研究(jiu)。文獻(xian)[7]利用(yong)實驗(yan)方🐇法(fa)研究(jiu)了節(jie)🙇🏻流孔(kong)分布(bu)、孔✔️闆(pan)厚度(du)、以及(ji)擾動(dong)對多(duo)孔孔(kong)闆的(de)流出(chu)系數(shu)C的影(ying)響。2010年(nian)至今(jin),主要(yao)成果(guo)如下(xia)❗:利用(yong)CFD數值(zhi)模拟(ni)技術(shu)準确(que)預測(ce)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計内(nei)部流(liu)場[89];研(yan)究結(jie)構參(can)數對(dui)✌️計量(liang)性能(neng)的影(ying)響,确(que)定了(le)合理(li)的節(jie)流孔(kong)布局(ju)方式(shi)[10];基于(yu)射😘流(liu)的卷(juan)吸效(xiao)應,利(li)用回(hui)流通(tong)量建(jian)✉️立了(le)計量(liang)性能(neng)與微(wei)觀流(liu)場之(zhi)間的(de)關系(xi),從而(er)實現(xian)🌂對多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的優(you)化“”]。上(shang)述研(yan)究成(cheng)果均(jun)是在(zai)📧節流(liu)孔無(wu)倒角(jiao)的情(qing)況下(xia)取得(de)的,計(ji)量性(xing)📱能沒(mei)有達(da)到A+FlowTeK的(de)性能(neng)指标(biao)，但是(shi)在研(yan)究中(zhong)發現(xian)，倒角(jiao)對多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的永(yong)久壓(ya)力損(sun)失和(he)計量(liang)精度(du)均有(you)較大(da)🈲影響(xiang),國内(nei)外尚(shang)無關(guan)于孔(kong)🌍倒角(jiao)對多(duo)孔孔(kong)♌闆計(ji)量性(xing)能影(ying)響的(de)文🏃🏻‍♂️獻(xian)報道(dao),因此(ci),本文(wen)利用(yong)CFD技術(shu)揭✊示(shi)前後(hou)孔倒(dao)角對(dui)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計尾(wei)流流(liu)動特(te)性的(de)影響(xiang)規律(lü),從而(er)優化(hua)結構(gou)、進--步(bu)提高(gao)計量(liang)性能(neng)。
2尾流(liu)流場(chang)對流(liu)量計(ji)性能(neng)影響(xiang)
2.1流量(liang)測量(liang)原理(li)
　　多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計的(de)簡化(hua)結構(gou)如圖(tu)1所示(shi),即在(zai)封閉(bi)的管(guan)😘道内(nei)👉同軸(zhou)安裝(zhuang)多孔(kong)孔闆(pan),來流(liu)方向(xiang)如圖(tu)中箭(jian)頭所(suo)♍示,采(cai)用法(fa)蘭方(fang)式取(qu)壓。
 
　　如同(tong)其他(ta)類型(xing)的差(cha)壓式(shi)流量(liang)計,多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的工(gong)作原(yuan)理同(tong)樣基(ji)于能(neng)量守(shou)恒定(ding)律和(he)質量(liang)守恒(heng)定律(lü),即遵(zun)守以(yi)下事(shi)實規(gui)律:流(liu)體流(liu)經節(jie)流件(jian)時将(jiang)被加(jia)速,流(liu)體動(dong)能增(zeng)加，在(zai)流體(ti)被加(jia)速😄處(chu),其靜(jing)壓力(li)會降(jiang)低一(yi)個相(xiang)對應(ying)的值(zhi),不可(ke)壓縮(suo)流體(ti)的體(ti)積流(liu)🔞量計(ji)算公(gong)式爲(wei):
 
　　式中(zhong):qv是體(ti)積流(liu)量,m³/s;△p爲(wei)差壓(ya),Pa;C爲流(liu)出系(xi)數,無(wu)量綱(gang),該參(can)數是(shi)從實(shi)驗中(zhong)獲得(de);ρ爲流(liu)體密(mi)度,kg/m³;β爲(wei)等效(xiao)直徑(jing)比;d,爲(wei)♈節流(liu)孔的(de)等效(xiao)直徑(jing)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻;p1爲上(shang)遊靜(jing)壓,P2爲(wei)下遊(you)靜壓(ya)。由式(shi)(1)知，流(liu)出👣系(xi)數C是(shi)影響(xiang)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計性(xing)能的(de)唯--參(can)數,通(tong)過水(shui)🏒量标(biao)準裝(zhuang)置實(shi)流标(biao)👨‍❤️‍👨定得(de)到差(cha)壓,利(li)用式(shi)(4)計算(suan)得到(dao)流出(chu)系數(shu)C,從式(shi)🔴(4)可知(zhi),Op是影(ying)響🆚流(liu)出系(xi)數C的(de)㊙️關鍵(jian)因素(su)。--定量(liang)程比(bi)下流(liu)出系(xi)數線(xian)性度(du)誤差(cha)🏃‍♀️是評(ping)價多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量計(ji)精度(du)等級(ji)的重(zhong)要指(zhi)标,多(duo)孔孔(kong)💋闆流(liu)量計(ji)的流(liu)出系(xi)🚶‍♀️數線(xian)性度(du)誤差(cha)記作(zuo)δt。
 
2.2計量(liang)性能(neng)與尾(wei)流流(liu)場的(de)關系(xi)
　　式(1)是(shi)由伯(bo)努利(li)方程(cheng)(式(6))推(tui)導得(de)到,而(er)伯努(nu)利方(fang)程是(shi)基于(yu)同一(yi)流🔱線(xian)的假(jia)設,在(zai)同一(yi)流線(xian).上式(shi)(6)成立(li)。
 
式中(zhong):ɷ爲渦(wo)量;V爲(wei)速度(du)矢量(liang);r爲觀(guan)測點(dian)與旋(xuan)轉中(zhong)心之(zhi)♍間的(de)矢徑(jing)。
　　渦量(liang)主要(yao)集中(zhong)在靠(kao)近多(duo)孔孔(kong)闆的(de)尾流(liu)區域(yu)内,并(bing)且渦(wo)量出(chu)現在(zai)各股(gu)射流(liu)的邊(bian)界中(zhong)，上遊(you)渦量(liang)較小(xiao)。由式(shi)(4)、(7)、(6)可知(zhi)，流出(chu)系數(shu)C主要(yao)受尾(wei)流流(liu)場速(su)度分(fen)布影(ying)響。
多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量計(ji)永久(jiu)壓力(li)損失(shi)w的表(biao)達式(shi)爲:
ɷ=E+T1+T2(9)
　　式(shi)中:E尾(wei)流流(liu)場中(zhong)漩渦(wo)運動(dong)所消(xiao)耗的(de)能量(liang);T1是節(jie)流件(jian)⚽本身(shen)造成(cheng)的局(ju)部損(sun)失，節(jie)流孔(kong)前後(hou)倒角(jiao)對流(liu)速及(ji)流☎️體(ti)與✊節(jie)流孔(kong)的接(jie)觸面(mian)積改(gai)變很(hen)小，故(gu)T1可認(ren)爲不(bu)變;T2是(shi)沿程(cheng)損失(shi)，不受(shou)節流(liu)孔是(shi)否帶(dai)⭐倒角(jiao)影響(xiang)。因此(ci),E是反(fan)映倒(dao)角對(dui)多✊孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計永(yong)久壓(ya)力損(sun)失影(ying)響的(de)關鍵(jian)參數(shu)。綜上(shang)所述(shu)，尾流(liu)流場(chang)中的(de)漩渦(wo)是影(ying)響多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量計(ji)計量(liang)精♌度(du)及永(yong)久壓(ya)力損(sun)失的(de)關鍵(jian)因素(su)。近年(nian)來,CFD技(ji)術在(zai)流場(chang)計算(suan)中廣(guang)泛應(ying)用u[12-46]，因(yin)此本(ben)研究(jiu)利用(yong)CFD技術(shu)來揭(jie).示倒(dao)角對(dui)尾流(liu)流場(chang)中漩(xuan)渦的(de)影響(xiang)規律(lü)。
3網格(ge)剖分(fen)與湍(tuan)流模(mo)型選(xuan)擇
　　按(an)照流(liu)量計(ji)的實(shi)際結(jie)構與(yu)尺寸(cun)在GAMBIT中(zhong)建立(li)三維(wei)模型(xing)⭐，前直(zhi)管🈲段(duan)長度(du)設置(zhi)爲15D(D爲(wei)管徑(jing)),後直(zhi)管段(duan)長度(du)設置(zhi)爲30D。爲(wei)了準(zhun)确捕(bu)捉🏃🏻‍♂️多(duo)孔孔(kong)闆附(fu)近的(de)流場(chang)變化(hua)細節(jie)，多孔(kong)孔闆(pan)的㊙️壁(bi)面及(ji)節流(liu)孔的(de)網格(ge)尺寸(cun)較小(xiao)，并㊙️滿(man)足倒(dao)角處(chu)的網(wang)格沿(yan)流向(xiang)數量(liang)大于(yu)等于(yu)2,從而(er)可以(yi)比較(jiao)準确(que)的捕(bu)捉倒(dao)角對(dui)流場(chang)細節(jie)的影(ying)響。剩(sheng)餘⚽網(wang)格從(cong)多孔(kong)孔闆(pan)向管(guan)道入(ru)口和(he)出口(kou)逐漸(jian)稀疏(shu),這樣(yang)的網(wang)格剖(pou)分方(fang)式既(ji)減少(shao)網格(ge)數量(liang)提高(gao)計算(suan)效率(lü)，又能(neng)準确(que)的反(fan)應流(liu)場細(xi)節提(ti)高計(ji)算精(jing)度。網(wang)格剖(pou)分如(ru)圖🈚2所(suo)示，單(dan)個mesh文(wen)件的(de)網格(ge)數量(liang)在300~400萬(wan)。
 
　　介質(zhi)經過(guo)多孔(kong)孔闆(pan)後形(xing)成多(duo)股受(shou)限性(xing)射流(liu),流場(chang)情況(kuang)☂️較🌂爲(wei)複雜(za)，這就(jiu)要求(qiu)湍流(liu)計算(suan)模型(xing)對含(han)有大(da)量漩(xuan)渦及(ji)剪切(qie)層的(de)流場(chang)具有(you)較好(hao)的計(ji)算效(xiao)果;多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量計(ji)采用(yong)壁面(mian)取壓(ya)📐方式(shi)，該取(qu)壓方(fang)式要(yao)求湍(tuan)流計(ji)算模(mo)型對(dui)近壁(bi)區域(yu)有較(jiao)好的(de)計算(suan)效果(guo)🏃。本研(yan)究選(xuan)擇SST(剪(jian)切應(ying)力傳(chuan)輸)k-ɷ湍(tuan)流模(mo)型。該(gai)模型(xing)是由(you)Menter提出(chu)的雙(shuang)方程(cheng)湍流(liu)模型(xing),集成(cheng)了Standardk:w模(mo)型與(yu)Standardhte模型(xing)🐇的特(te)點。不(bu)但在(zai)🚩近壁(bi)區👄域(yu)及尾(wei)流有(you)很好(hao)的預(yu)測效(xiao)果,而(er)且🌈在(zai)高雷(lei)諾數(shu)流動(dong)區域(yu)和剪(jian)切層(ceng)中有(you)🆚較好(hao)的預(yu)測效(xiao)果。
4節(jie)流孔(kong)倒角(jiao)對多(duo)孔孔(kong)闆尾(wei)流流(liu)場的(de)影響(xiang)
4.1多孔(kong)孔闆(pan)尾流(liu)流場(chang)
　　本文(wen)以結(jie)構如(ru)圖3所(suo)示的(de)兩層(ceng)孔的(de)多孔(kong)孔闆(pan)爲研(yan)究對(dui)象，第(di)1層爲(wei)中心(xin)節流(liu)孔,第(di)2層爲(wei)軸向(xiang)對稱(cheng)等距(ju)離分(fen)布節(jie)流孔(kong)。λ爲前(qian)孔倒(dao)角，α爲(wei)後孔(kong)倒角(jiao)，λ與α取(qu)值分(fen)别爲(wei)0°、30°、45°、60°。樣機(ji)的命(ming)名規(gui)則爲(wei)λ-α,如60°45°表(biao)示前(qian)倒角(jiao)爲60°後(hou)倒角(jiao)爲45°的(de)多孔(kong)孔闆(pan)樣機(ji)。
 
　　介質(zhi)經過(guo)多孔(kong)孔闆(pan)後形(xing)成如(ru)圖4所(suo)示多(duo)股射(she)流,流(liu)場中(zhong)存在(zai)壁面(mian)回流(liu)區和(he)射流(liu)間回(hui)流區(qu)，在回(hui)流區(qu)中存(cun)🔱在回(hui)流渦(wo)等各(ge)種變(bian)化的(de)漩渦(wo)，是影(ying)響多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量計(ji)計量(liang)性能(neng)的主(zhu)要因(yin)❌素。本(ben)研究(jiu)中射(she)流間(jian)回流(liu)區尺(chi)寸很(hen)小，對(dui)計量(liang)性能(neng)的影(ying)響可(ke)忽略(lue),壁面(mian)回流(liu)區是(shi)影響(xiang)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計計(ji)量性(xing)能的(de)關鍵(jian)🐇，圖中(zhong)L爲回(hui)流區(qu)㊙️長度(du),01、02分别(bie)表示(shi)，上下(xia)側壁(bi)面回(hui)流區(qu)中渦(wo)心位(wei)置坐(zuo)标。回(hui)流區(qu)中漩(xuan)渦的(de)結構(gou)、渦.心(xin)位置(zhi)及⭐個(ge)數和(he)回流(liu)區長(zhang)度是(shi)反映(ying)回流(liu)區特(te)征的(de)
 
　　即爲(wei)再附(fu)着點(dian)位置(zhi)，再附(fu)着點(dian)至多(duo)孔孔(kong)闆下(xia)遊壁(bi)面的(de)距離(li)爲回(hui)流區(qu)長度(du)。永久(jiu)壓力(li)損失(shi)系數(shu)與回(hui)流區(qu)長度(du)的無(wu)量綱(gang)值的(de)關系(xi)式如(ru)式(10)-l:
 
　　式(shi)中:△p爲(wei)永久(jiu)壓力(li)損失(shi)，u爲入(ru)口速(su)度，ρ爲(wei)流體(ti)密度(du)，L爲回(hui)流🔞區(qu)長度(du)的無(wu)量綱(gang)值。從(cong)式(10)中(zhong)可以(yi)得出(chu),在相(xiang)同的(de)入🔴口(kou)速度(du)下，永(yong)久壓(ya)力損(sun)失随(sui)回流(liu)區長(zhang)度的(de)增大(da)而增(zeng)大凹(ao)。因此(ci),本研(yan)究在(zai)入👣口(kou)雷諾(nuo)數在(zai)3.5x104≤Re≤5.3x105範圍(wei)内，以(yi)β=0.67,管徑(jing)D=100mm,厚度(du)t=8mm的多(duo)孔孔(kong)闆爲(wei)例分(fen)析孔(kong)倒角(jiao)對尾(wei)流流(liu)場中(zhong)回流(liu)區長(zhang)度及(ji)回🏃🏻‍♂️流(liu)渦的(de)影響(xiang)💁規律(lü)。
 
4.2無倒(dao)角的(de)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計的(de)回流(liu)區特(te)征
　　圖(tu)5爲前(qian)倒角(jiao)λ與後(hou)倒角(jiao)α均爲(wei)0°的多(duo)孔孔(kong).闆在(zai)，入口(kou)雷諾(nuo)數3.5x104≤Re≤5.3x105的(de)範圍(wei)内的(de)尾流(liu)流場(chang)的流(liu)線圖(tu),無倒(dao)角多(duo)孔🈲孔(kong)闆流(liu)場中(zhong)的回(hui)流區(qu)特征(zheng)如表(biao)1所示(shi)。
 
 
　　從表(biao)1中可(ke)以看(kan)出壁(bi)面回(hui)流區(qu)中漩(xuan)渦結(jie)構、渦(wo)心位(wei)✊置均(jun)🧡與✌️管(guan)道入(ru)口雷(lei)諾數(shu)Re相關(guan)。該多(duo)孔孔(kong)闆的(de)實流(liu)實驗(yan)結果(guo)爲:3.5x104≤Re≤5.3x105,線(xian)㊙️性度(du)δ1=1.8%;5.8x104≤Re≤5.3x105線性(xing)度δ1=0.72%。由(you)此可(ke)以得(de)出，壁(bi)面回(hui)🤟流區(qu)中漩(xuan)渦随(sui)管道(dao)入口(kou)雷諾(nuo)數的(de)增🎯加(jia)而達(da)到穩(wen)定狀(zhuang)态,進(jin)入穩(wen)定狀(zhuang)态的(de)入口(kou)雷諾(nuo)數下(xia)☁️限爲(wei)Remin。當Re<Remin，壁(bi)👨‍❤️‍👨面回(hui)流區(qu)中渦(wo)心位(wei)置不(bu)固定(ding)，甚.min至(zhi)有多(duo)個回(hui)流渦(wo)♻️存在(zai)，漩渦(wo)之間(jian)的相(xiang)互運(yun)動、破(po)裂及(ji)合并(bing)等過(guo)程較(jiao)爲複(fu)雜，對(dui)壁面(mian)回流(liu)區的(de)流場(chang)擾動(dong)較大(da)，從而(er)使該(gai)✉️區域(yu)的靜(jing)壓波(bo)動強(qiang)烈，計(ji)量性(xing)能降(jiang)低🔞;當(dang)⛱️Re≥Remin,壁面(mian)回流(liu)區中(zhong)漩渦(wo)爲再(zai)附着(zhe)渦👣并(bing)且渦(wo)心位(wei)置與(yu)Re無關(guan)，多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計的(de)計量(liang)精度(du)提高(gao)。
 
4.3節流(liu)孔前(qian)倒角(jiao)對多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量計(ji)回流(liu)區的(de)影響(xiang)
　　圖6爲(wei)節流(liu)孔後(hou)倒角(jiao)α=0°，節流(liu)孔前(qian)倒角(jiao)λ取30°、45°、60°的(de)多孔(kong)孔闆(pan)在相(xiang)應🚩入(ru)🔞口雷(lei)諾數(shu)條件(jian).下的(de)尾流(liu)場的(de)流線(xian)圖，回(hui)流區(qu)🙇‍♀️的主(zhu)要特(te)💘征如(ru)表2所(suo)示。
 
 
 
　　從(cong)表2中(zhong)可以(yi)得到(dao)規律(lü):節流(liu)孔前(qian)倒角(jiao)30°≤λ≤60°時,進(jin)入穩(wen)定狀(zhuang)♊态的(de)入口(kou)雷諾(nuo)數下(xia)限Remn随(sui)着λ的(de)增大(da)而降(jiang)低，λ爲(wei)60°和🔞0°的(de)多孔(kong)孔闆(pan)具有(you)相同(tong)的Remin;λ在(zai)30°~60°範圍(wei)内變(bian)化時(shi)對壁(bi)面回(hui)流區(qu)長度(du)無明(ming)顯影(ying)響,回(hui)流區(qu)長度(du)爲0.9D,但(dan)相對(dui)于無(wu)倒角(jiao)的多(duo)孔孔(kong)闆,回(hui)流區(qu)長度(du)明顯(xian)縮短(duan)。因此(ci),在🐆入(ru)口雷(lei)諾數(shu)5.8x104≤Re≤5.3x105範圍(wei)内,30°≤λ<60°的(de)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計量(liang)精度(du)較✂️差(cha),λ≥60°與λ=0°的(de)多孔(kong)孔闆(pan)計量(liang)精度(du)接近(jin)，永久(jiu)壓力(li)損失(shi)減👨‍❤️‍👨小(xiao)。從上(shang)述規(gui)律得(de)🈲出:前(qian)倒角(jiao)λ是降(jiang)低永(yong)久壓(ya)力損(sun)失🔞的(de)關鍵(jian)因素(su),但不(bu)能提(ti)高計(ji)量精(jing)度。
4.4節(jie)流孔(kong)後倒(dao)角對(dui)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計回(hui)流區(qu)影響(xiang).
　　圖7爲(wei)節流(liu)孔前(qian)倒角(jiao)爲60°，後(hou)倒角(jiao)分别(bie)爲30°、45°和(he)60°的多(duo)孔孔(kong)闆在(zai)Remin(流🔱場(chang)進入(ru)穩定(ding)min狀态(tai)的雷(lei)諾數(shu)下限(xian))條件(jian)下的(de)🔴尾流(liu)流場(chang)🔴流線(xian)圖。從(cong)圖中(zhong)可以(yi)看出(chu):回流(liu)區長(zhang)度相(xiang)等,均(jun)爲0.9D;後(hou)倒角(jiao)對Re,i有(you)明顯(xian)的影(ying)響，影(ying)響程(cheng)度與(yu)後倒(dao)👣角α的(de)角度(du)相關(guan)，多孔(kong)♊孔闆(pan)60°-30°的Re,in爲(wei)5x104多孔(kong)孔闆(pan)60°45°和60°-60°的(de)Re。in均爲(wei)3.5x104min由此(ci)可知(zhi)，節流(liu)孔後(hou)倒角(jiao)對多(duo)孔孔(kong)闆尾(wei)流流(liu)場進(jin)入穩(wen)定狀(zhuang)态的(de)Re,影響(xiang)明顯(xian)，當45°≤α≤60°時(shi)，minRe。im顯著(zhe)降低(di)，從而(er)拓展(zhan)量程(cheng)範圍(wei);壁面(mian)回♍流(liu)區長(zhang).min度與(yu)後孔(kong)☀️倒角(jiao)變化(hua)不相(xiang)📱關,因(yin)此節(jie)流孔(kong)後倒(dao)🥰角對(dui)永久(jiu)壓力(li)損☎️失(shi)無影(ying)響。
 
 
　　從(cong)上述(shu)數值(zhi)模拟(ni)結果(guo)可以(yi)看出(chu),在管(guan)道入(ru)口雷(lei)諾數(shu)🚶3.5x104≤Re≤5.3x105的範(fan)圍内(nei)，節流(liu)孔前(qian)倒角(jiao)λ=60°、後倒(dao)角α=60°或(huo)45°的多(duo)孔孔(kong)闆.上(shang)下側(ce)壁面(mian)回流(liu)區中(zhong)的漩(xuan)渦爲(wei)渦心(xin)位置(zhi)固定(ding)的再(zai)附着(zhe)💯渦,并(bing)且😘回(hui)流區(qu)長度(du)明💁顯(xian)縮短(duan)。因此(ci),λ=60°、45°≤α≤60°的多(duo)孔⚽孔(kong)闆流(liu)量計(ji)在較(jiao)寬的(de)量程(cheng)範圍(wei)内具(ju)有較(jiao)高的(de)計量(liang)精度(du)和較(jiao)小永(yong)久壓(ya)力🤟損(sun)失。
5實(shi)流實(shi)驗
　　爲(wei)了驗(yan)證數(shu)值模(mo)拟所(suo)得到(dao)的結(jie)論，本(ben)研究(jiu)在如(ru)圖🥵8所(suo)示實(shi)驗♊裝(zhuang)😍置上(shang)對節(jie)流比(bi)爲0.55、0.67、0.75管(guan)徑爲(wei)100mm的多(duo)孔孔(kong)闆🌈進(jin)行🧑🏾‍🤝‍🧑🏼實(shi)流實(shi)驗。該(gai)裝置(zhi)采用(yong)水塔(ta)穩壓(ya)，流量(liang)穩定(ding)性爲(wei)0.1%,流量(liang)範圍(wei)爲5L/h~800m³/h,不(bu)确定(ding)度爲(wei)0.05%。本文(wen)采用(yong)稱重(zhong)法對(dui)實驗(yan)樣機(ji)的流(liu)出系(xi)數📞及(ji)壓力(li)損🏒失(shi)進行(hang)測量(liang)。差壓(ya)變📐送(song)器1用(yong)來測(ce)量多(duo)孔孔(kong)闆🌈上(shang)遊1D與(yu)下遊(you)🎯6D之間(jian)的壓(ya)差，即(ji)壓力(li)損失(shi)😘,差🐕壓(ya)變送(song)器2用(yong)來測(ce)量介(jie)質經(jing)過多(duo)孔孔(kong)闆後(hou)産生(sheng)的靜(jing)壓差(cha)△p,取壓(ya)方式(shi)爲法(fa)蘭取(qu)壓。
 
　　表(biao)3爲β=0.67的(de)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計實(shi)流實(shi)驗結(jie).果,表(biao)中δl1和(he)δl2分别(bie)爲15:1和(he)10:1量程(cheng)🐅範圍(wei)内的(de)流出(chu)系數(shu)線性(xing)度。從(cong)表中(zhong)可以(yi)看出(chu)，當節(jie)流孔(kong)前倒(dao)角📐λ爲(wei)30°和45°時(shi),計量(liang)精度(du)較差(cha),流出(chu)系數(shu)線性(xing)度誤(wu)差δl1≥3%,δl2≥2.8%,節(jie)‼️流孔(kong)後倒(dao)角α值(zhi)的改(gai)變對(dui)計量(liang)精度(du)無影(ying)響。當(dang)λ爲0°和(he)60°時,α爲(wei)0°和30°的(de)多孔(kong)孔闆(pan)流出(chu)系數(shu)線性(xing)度誤(wu)差δl1≥1.5%,δl2≤0.8%;α爲(wei)60°和45°的(de)多孔(kong)孔闆(pan)流出(chu)系數(shu)線性(xing)度🍓誤(wu)差δl1≤0.8%,δl2≤0.5%。從(cong)上述(shu)分析(xi)可知(zhi)，當30°≤λ≤45°時(shi),計量(liang)精度(du)較差(cha),量程(cheng)範💚圍(wei)較窄(zhai);當λ爲(wei)0°和60°、a≤30°時(shi),在10:1量(liang)程範(fan)圍内(nei),計量(liang)精度(du)較高(gao);當λ爲(wei)0°和60°、45°≤a≤60°時(shi),在15:1量(liang)程範(fan)圍内(nei)，計量(liang)精度(du)較高(gao)。
 
　　表4和(he)表5分(fen)别爲(wei)β=0.55和β=0.75的(de)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計實(shi)驗結(jie)果,從(cong)實💋驗(yan)結果(guo)😘中可(ke)以得(de)出與(yu)β=0.67的多(duo)孔孔(kong)闆相(xiang)同的(de)結論(lun),進一(yi)步驗(yan)證了(le)✔️λ爲0°和(he)60°、45°≤a≤60°的多(duo)孔孔(kong)闆具(ju)有較(jiao)寬的(de)量程(cheng)♻️範圍(wei)和計(ji)量精(jing)度.
 
　　圖(tu)9不同(tong)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計永(yong)久壓(ya)力損(sun)失随(sui)管道(dao)入口(kou)雷諾(nuo)☀️數🐆的(de)🙇🏻變化(hua)曲線(xian)，從圖(tu)中可(ke)以看(kan)出，永(yong)久壓(ya)力損(sun)失△o随(sui)入口(kou)雷諾(nuo)數Re的(de)增大(da)而增(zeng)大,前(qian)倒角(jiao)λ爲60°的(de)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計☀️的(de)永久(jiu)壓力(li)損🙇‍♀️失(shi)比λ爲(wei)♻️0°的多(duo)孔孔(kong)闆降(jiang)低了(le)35%,比相(xiang)同節(jie)流比(bi)的标(biao)準🌈孔(kong)闆降(jiang)低了(le)50%以上(shang),後倒(dao)角α對(dui)△ɷ無明(ming)顯影(ying)響。因(yin)此,λ爲(wei)60°、45°≤α≤60°的多(duo)孔孔(kong)♋闆在(zai)較大(da)的量(liang)程範(fan)圍内(nei)具💛有(you)較高(gao)的計(ji)量精(jing)度并(bing)且永(yong)久壓(ya)力損(sun)失較(jiao)小，實(shi)驗結(jie)果與(yu)數值(zhi)模拟(ni)的結(jie)論一(yi)緻。
 
6結(jie)論
　　從(cong)理論(lun)分析(xi)可知(zhi)，多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)計尾(wei)流流(liu)場中(zhong)的漩(xuan)渦直(zhi)接影(ying)響多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的計(ji)量性(xing)能。數(shu)值模(mo)拟得(de)出多(duo)孔孔(kong)闆節(jie)流孔(kong)前後(hou)倒角(jiao)對計(ji)量性(xing)能的(de)影響(xiang)🌈是不(bu)同的(de),具體(ti)的影(ying)響規(gui)律如(ru)下:節(jie)流孔(kong)前♋倒(dao)角是(shi)影響(xiang)永久(jiu)壓力(li)損失(shi)的關(guan)鍵因(yin)素,但(dan)無法(fa)提💃高(gao).計量(liang)精度(du);節流(liu)孔後(hou)倒角(jiao)對尾(wei)流流(liu)場具(ju)有調(diao)整作(zuo)用，是(shi)提高(gao)計量(liang)精度(du),拓寬(kuan)量🐅程(cheng)範圍(wei)的關(guan)鍵因(yin)素。從(cong)實流(liu)實驗(yan)結果(guo)可以(yi)看出(chu),λ爲60°、45°≤α≤60°的(de)多孔(kong)孔闆(pan)在15:1的(de)量♻️程(cheng)範圍(wei)内,流(liu)出系(xi)數線(xian)性度(du)在0.8%以(yi)内，永(yong)久壓(ya)力損(sun)失是(shi)标準(zhun)孔闆(pan)的50%。

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