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孔板流量计直角入口边缘尖锐度变化的必要性_

2021-01-08    

孔板流量计直角入口边缘尖锐度变化的必要性
孔板流量计结构简单,制造容易,技术成熟,不需校准,可广泛应用,而且具有可靠性高等优点。但由于其用于流量检测的部分-节流件均为纯机械结构,因此其测量精度在很大程度上依赖于精确的几何尺寸。开孔前缘锐度的变化是影响开孔本身结构的一个典型因素。
根据GB/T2624-2006<用安装在圆截面管道内的压差装置测量满管流体流量的方法>规定:孔板的上游入口边缘应为直角,孔板口与上游端面之间的夹角为90°土03*,上游入口前缘和下游边缘应为无划痕和毛刺。特别对于流量计算公式中外流系数影响较大的上游边沿G,加工精度要求高,边沿尖锐。如果直角口边缘为圆弧,则圆弧半径r应不大于0.0004d。实际上,这是一个更苛刻的要求。本模型是标准孔板,管径D=100mm,B=0.4,如果以此为例,B=0.4可以知道孔口直径d=40mm,那么r<0.0004x40mm=0.016m,就可以看出标孔板直角入口边缘的尖锐度要求很高,即使是加工上没有问题,但在使用过程中,孔板会不断磨损,这也是不可避免的,标准要求的如此精确,当然也是难以保证的。因此,当孔板圆滑过渡时,圆弧半径r值越大,流经孔板的流体速度就越大,而流速的变化又会引起压差的变化,进而引起流出系数的变化。但从流体力学的角度来看,孔板进口边直角尺寸的变化对整个管道内流体的流场分布影响很大。所以,有必要提出一种方法来分析孔板直角入口口边尺寸变化对计量精度的影响。
伴随着微机技术的飞速发展,CFD数值模拟方法在流体力学领域的应用也日益广泛。因为CFD数值模拟方法并不局限于实验条件,所以在对传统的基于大量实验的流体力学研究方法进行比较时,它有着独特的优势。
运用商用软件,对安装有孔板流量计的管道进行流场模拟,设置不同孔板直角入口处的圆弧度,对四种情况下的流场进行建模分析,利用流量公式计算出四种情况下的流出系数C’值,即用数值模拟出系数值。最后,计算了孔板直角入口边缘尖锐度对流量计精度的影响。

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