内外管差压流量计的优化仿真和实验研究

【摘要】V锥流量计，作为一个改进型的差压式流量计，其出现使传统差压式流量计发生质的飞跃，但在结构设计上仍存在许多不足，如压力损失较大、扰动大以及差压信号不稳定等等。针对V锥流量计的种种不足，本文在结构设计上对其进行优化和仿真，提出一种新型的V锥流量计——内外管差压流量计。利用FLUENT数值模拟仿真和实验测量在实验介质为水的条件下对内径27.2mm的内外管差压流量计的各项性能进行研究。本论文的主要工作如下：1)分析内外管差压流量计的工作原理，建立异径管的流量—差压关系，用理论的方法得出异径管的小径、大径以及锥角这三个参数为内外管差压流量计优化设计的主要优化参数的结论。同时还对管道壁液分离的条件进行分析，发现扩散角为7o左右时壁液即将分离，此时压损最小。2)利用FLUENT软件对内外管差压流量计的9组模型在不同流速下分别进行模拟计算，对异径管模型的压力、流速、压损比等流场特性进行分析；测出不同模型的前、后、内、外四个取压点的相对压力值；以压损比值为指标，对这9组模型进行正交试验分析，得到这27组模型中的最优异径结构模型。3)在相同有效流通面积和速度的情况下，将内外管差压流量计和常规V锥流量计的压力损失进行对比分析，并以年能耗费用这一指标来比较两者的节能效益。4)制作内外管差压流量计样机以及对样机进行流量系数标定实验，建立测量样机流量系数的实验平台。分析流量与差压的关系，并将实验测量的流量系数和修正值与仿真测量的流量系数和修正值进行了对比分析，分析其误差的由来。
【作者】范玉浪；
【导师】孟江；
【作者基本信息】中北大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】内外管差压式流量计；压力损失；压损比；V锥流量计；流量系数；

【参考文献】
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