新型气体罗茨流量计的设计研究与数值模拟

发布时间：2020-06-08 02:44

【摘要】：气体罗茨流量计在天然气的计量中使用的越来越广泛。随着社会的进步,流量计在不断的更新,精度的要求不断增加,对气体罗茨流量计进行理论研究和数值模拟,可以为精度的提高提供可能性。本文主要介绍新型罗茨型线的构成,利用计算流体力学的方法对口径为50mm的CNi M-RM系列RM-50G65气体罗茨流量计进行三维数值模拟研究。通过利用Pumplinx数值模拟软件对气体罗茨流量计内部流场分布进行研究,对气体压损值进行分析。研究的主要的内容如下:1)转子型线的设计研究。利用SolidWorks进行三维结构图的设计,获取啮合度高的转子型线。2)气体罗茨流量计内部流场的分析。利用Pumplinx软件的外齿轮泵模型对气体罗茨流量计内部流场进行动态分析,获得内部流场的速度和压力云图,同时进出口部分压力进行监控,得到气体罗茨流量计数值模拟的压力损失值。3)气体罗茨流量计的误差分析研究。根据气体罗茨流量计的原理,对其中漏流量的分析,消除因漏流而产生的误差。同时对气体罗茨流量计运行中可能产生的压力损失进行分析,为减少压力损失提供优化方向。4)气体罗茨流量计的压损实验研究。对不同的流量下,使用钟罩式气体流量标准装置、数字传感器、临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置、标准表检测装置等对气体罗茨流量计进行压力损失测量,得到多种测量压力损失的方法。将实验得到的压力损失值与数值模拟得到的压力损失值进行比较,验证数值模拟的合理性。
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进行求解计算。最后将已经计算好的结果导入到 Tecplot 中进行数据分析。以上不同的部分需要在不同的软件加以实现，软件之间的兼容性也要必须相互兼容，在数值仿真过程繁琐而麻烦。Pumplinx 是一款集前处理器、求解器、和后处理器于同一界面下的一款 CFD 仿真软件，其操作步骤简单明了，在同一款软件中，不同的功能块实现了以上不同的需求：1） "Mesh"模块中可以进行网格的划分，其原理与 ICEM 和 Gambit 对网格生成的原理类似，但是在某些方面又优于 ICEM 和 Gambit。Pumplinx 可以在非结构化网格和结构化网格中对节点进行控制，同时，Pumplink 自身设置有某些模型的固定模板，按照这些模板生成的网格，可以避免因间隙过小、结构化过程过于繁杂而导致的网格质量较差、生成网格数量过多等现象。2）"Model"模块中可以对模板和选择器进行选择。Pumplinx 计算过程中，每个模型都有自己匹配的模板，，运用模板化的计算可以加快计算速度。3)"Result"模块中可以实时查看数值模拟的结果。另外Pumplinx 还有"Properties"和 "Simulation"等功能模块对数值模拟进行相应的操作，其操作界面如图 2.3 所示：

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本文编号：2702410