摘(zhai)要:針(zhen)對天(tian)然氣(qi)回流(liu)工況(kuang)對孔(kong)闆流(liu)量計(ji) 上下(xia)遊截(jie)面壓(ya)力的(de)影響(xiang)問題(ti)，依據(ju)現場(chang)數據(ju)，采用(yong)👌solidworks軟件(jian)建立(li)♉DN150标準(zhun)孔闆(pan)流量(liang)計幾(ji)何模(mo)型，基(ji)于CFD軟(ruan)件對(dui)此狀(zhuang)💔态下(xia)孔闆(pan)流量(liang)計内(nei)部流(liu)場進(jin)行數(shu)值模(mo)拟分(fen)析。研(yan)究發(fa)現:管(guan)内天(tian)然氣(qi)回流(liu)工況(kuang)越🔞嚴(yan)重，對(dui)孔闆(pan)🈲流量(liang)計上(shang)下遊(you)截面(mian)壓力(li)變化(hua)影響(xiang)越大(da)。随着(zhe)管輸(shu)量的(de)增加(jia)，回流(liu)程度(du)逐漸(jian)平緩(huan)，孔闆(pan)處流(liu)動幾(ji)乎不(bu)受上(shang)遊回(hui)流渦(wo)旋的(de)影響(xiang)，上下(xia)遊截(jie)面壓(ya)力變(bian)化幅(fu)❄️度較(jiao)爲穩(wen)⭐定，對(dui)孔🤞闆(pan)流量(liang)👉計精(jing)度影(ying)響也(ye)随之(zhi)降低(di)💁。
　　目前(qian)，孔闆(pan)流量(liang)計相(xiang)對于(yu)其它(ta)流量(liang)計具(ju)有結(jie)構簡(jian)單、耐(nai)用可(ke)靠和(he)維修(xiu)便利(li)等優(you)勢，已(yi)經成(cheng)爲天(tian)然氣(qi)行業(ye)使用(yong)最頻(pin)繁的(de)😍--種流(liu)量計(ji)量設(she)備。但(dan)是在(zai)城市(shi)天然(ran)氣配(pei)送管(guan)網中(zhong)，客戶(hu)用氣(qi)量差(cha)異✊無(wu)法消(xiao)除田(tian)。尤其(qi)在用(yong)氣高(gao)峰期(qi)，輸氣(qi)站内(nei)彙管(guan)相連(lian)的各(ge)供氣(qi)支路(lu)相互(hu)影響(xiang)最爲(wei)嚴重(zhong)。主要(yao)體現(xian)在:由(you)于大(da)流量(liang)👄供氣(qi)支路(lu)的管(guan)輸量(liang)遠遠(yuan)高于(yu)小流(liu)量供(gong)氣支(zhi)路的(de)管輸(shu)量，在(zai)彙管(guan)的特(te)殊構(gou)造下(xia)，導緻(zhi)大流(liu)量供(gong)氣支(zhi)🙇🏻路在(zai)輸氣(qi)過程(cheng)中會(hui)迫使(shi)小流(liu)量供(gong)氣👅支(zhi)路在(zai)彙管(guan)㊙️連接(jie)處發(fa)生天(tian)然氣(qi)回流(liu)工況(kuang)，造成(cheng)管内(nei)天然(ran)氣流(liu)動工(gong)況不(bu)穩定(ding)，渦旋(xuan)加劇(ju)。從而(er)影響(xiang)與小(xiao)✊流量(liang)供氣(qi)支路(lu)相連(lian)的孔(kong)闆流(liu)量計(ji)📧上下(xia)遊壓(ya)力，瞬(shun)間出(chu)現壓(ya)力波(bo)動，計(ji)量精(jing)度降(jiang)低，無(wu)法較(jiao)好的(de)完成(cheng)計量(liang)任務(wu)。本文(wen)依據(ju)某輸(shu)氣站(zhan)供氣(qi)支路(lu)發生(sheng)天然(ran)氣回(hui)流工(gong)況的(de)現場(chang)數據(ju)👨‍❤️‍👨，基于(yu)CFD軟件(jian)4，對回(hui)流狀(zhuang)态下(xia)的孔(kong)闆流(liu)🛀🏻量計(ji)内部(bu)流場(chang)進行(hang)系統(tong)分析(xi)，得到(dao)不同(tong)天然(ran)氣回(hui)流工(gong)況對(dui)孔闆(pan)流量(liang)計上(shang)🐕下遊(you)壓力(li)的影(ying)😍響規(gui)律，同(tong)時提(ti)出較(jiao)爲合(he)理的(de)解決(jue)方案(an)。
1模型(xing)建立(li)
　　孔闆(pan)流量(liang)計計(ji)量原(yuan)理如(ru)圖1所(suo)示。孔(kong)闆前(qian)後取(qu)截面(mian)1和2,根(gen)據兩(liang)截面(mian)壓差(cha)換算(suan)出某(mou)一時(shi)刻天(tian)然氣(qi)流量(liang)。

　　本文(wen)使用(yong)DN150标準(zhun)孔闆(pan)流量(liang)計幾(ji)何尺(chi)寸，采(cai)用solidworks軟(ruan)件建(jian)🚶‍♀️立三(san)維實(shi)體模(mo)型，利(li)用ICEM-CFD軟(ruan)件劃(hua)分網(wang)格，壁(bi)面設(she)置4層(ceng)邊界(jie)層，比(bi)例爲(wei)1.0。整體(ti)網格(ge)劃分(fen)在保(bao)證計(ji)算精(jing)度的(de)前提(ti)下，盡(jin)量提(ti)高計(ji)算⭕效(xiao)率。選(xuan)取結(jie)構化(hua)網格(ge)劃分(fen)并在(zai)孔闆(pan)與管(guan)道連(lian)接處(chu)作加(jia)密處(chu)理，最(zui)終得(de)到計(ji)㊙️算網(wang)格如(ru)圖2所(suo)示。
 
　　基(ji)于Fluent-CFD軟(ruan)件，邊(bian)界條(tiao)件爲(wei)(velocity-inlet)入口(kou),值取(qu)10m/s，和(outlow)出(chu)口，采(cai)用RANS氣(qi)體狀(zhuang)🔴态方(fang)程，RNGk-ε湍(tuan)流模(mo)型，對(dui)流離(li)散格(ge)式爲(wei)2階迎(ying)風格(ge)式，算(suan)法采(cai)用耦(ou)合求(qiu)解。從(cong)而數(shu)值求(qiu)解天(tian)然氣(qi)回流(liu)狀💯态(tai)下孔(kong)闆流(liu)量計(ji)内部(bu)流動(dong)特征(zheng)。
2計算(suan)分析(xi)
　　某輸(shu)氣站(zhan)供氣(qi)實況(kuang)發現(xian)，由于(yu)彙管(guan)結構(gou)的影(ying)響因(yin)素，當(dang)小流(liu)量🌈供(gong)氣支(zhi)路管(guan)輸量(liang)占比(bi)總流(liu)量10%時(shi)，必然(ran)産生(sheng)♉回流(liu)工況(kuang)且管(guan)輸量(liang)越小(xiao)回流(liu)程度(du)越嚴(yan)重。因(yin)此分(fen)析小(xiao)流量(liang)🈲供氣(qi)支路(lu)管輸(shu)💚量分(fen)别占(zhan)比總(zong)流量(liang)2%、4%、6%、8%、10%時，天(tian)然氣(qi)回流(liu)工況(kuang)🐕對孔(kong)闆流(liu)量計(ji)上下(xia)遊截(jie)面壓(ya)力的(de)影響(xiang)程度(du)。經計(ji)算得(de)到不(bu)同輸(shu)量下(xia)孔闆(pan)流量(liang)計，上(shang)下遊(you)截面(mian)壓力(li)随軸(zhou)線距(ju)離的(de)變化(hua)，如圖(tu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼3所示(shi)。
 
　　由圖(tu)3可知(zhi)，一開(kai)始，天(tian)然氣(qi)回流(liu)工況(kuang)明顯(xian)，通過(guo)孔闆(pan)流量(liang)計的(de)☁️天然(ran)氣流(liu)量很(hen)小，流(liu)速很(hen)低，導(dao)緻孔(kong)闆流(liu)量計(ji)上下(xia)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻遊截(jie)🆚面處(chu)形成(cheng)渦旋(xuan)，壓力(li)變化(hua)幅度(du)較大(da)，流動(dong)極不(bu)均勻(yun)。當管(guan)輸量(liang)爲2%時(shi)，孔闆(pan)流量(liang)計上(shang)下遊(you)截面(mian)壓力(li)随軸(zhou)線距(ju)⛷️離變(bian)化程(cheng)度尤(you)爲劇(ju)♊烈。随(sui)着管(guan)💞輸量(liang)逐漸(jian)增加(jia)，孔闆(pan)處的(de)流動(dong)逐漸(jian)變得(de)較爲(wei)均勻(yun)，但仍(reng)然受(shou)到上(shang)遊回(hui)流渦(wo)旋的(de)影響(xiang)，直接(jie)導緻(zhi)☂️孔闆(pan)流量(liang)計入(ru)口和(he)出🍉口(kou)截面(mian)🍉壓力(li)随軸(zhou)💜線距(ju)離變(bian)化幅(fu)度🤟較(jiao)大。當(dang)流量(liang)接近(jin)🛀🏻臨界(jie)值時(shi)，孔闆(pan)處的(de)♊流動(dong)逐漸(jian)變得(de)均勻(yun)，孔闆(pan)流量(liang)計入(ru)口和(he)出口(kou)截面(mian)的壓(ya)力變(bian)化幅(fu)度較(jiao)爲穩(wen)定，幾(ji)乎不(bu)受，上(shang)遊回(hui)流渦(wo)旋的(de)影響(xiang)。
3結論(lun)
　　研究(jiu)發現(xian)，随着(zhe)管内(nei)天然(ran)氣回(hui)流工(gong)況越(yue)嚴重(zhong)，對孔(kong)闆💜流(liu)量計(ji)上下(xia)遊壓(ya)力變(bian)化影(ying)響程(cheng)度加(jia)劇，進(jin)而對(dui)✂️孔闆(pan)流量(liang)計計(ji)量精(jing)度影(ying)響也(ye)越大(da)。随着(zhe)管輸(shu)量上(shang)㊙️升，管(guan)内天(tian)然氣(qi)回流(liu)工🔅況(kuang)趨于(yu)平緩(huan)，對孔(kong)闆流(liu)量計(ji)上下(xia)遊壓(ya)力變(bian)化影(ying)響程(cheng)度逐(zhu)漸降(jiang)低，孔(kong)闆流(liu)量計(ji)計量(liang)誤差(cha)迅速(su)減小(xiao)。因此(ci)🈲，建議(yi)在城(cheng)市🌂天(tian)然氣(qi)配送(song)管網(wang)中的(de)小⛹🏻‍♀️流(liu)量供(gong)氣支(zhi)路上(shang)遊單(dan)獨安(an)裝調(diao)壓閥(fa)㊙️或止(zhi)回閥(fa)，可以(yi)較好(hao)的阻(zu)止天(tian)然氣(qi)回流(liu)工況(kuang)的發(fa)生，從(cong)而較(jiao)大程(cheng)度上(shang)💚降低(di)對孔(kong)闆流(liu)量計(ji).上下(xia)遊截(jie)面壓(ya)力變(bian)化的(de)影響(xiang)，提高(gao)計量(liang)精度(du)。

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