压力位差式层流流量传感元件数值模拟研究

发布时间：2022-01-11 00:20

　　层流流量计具有量程比宽、测量准确、响应快等优点,适用于气体微小流量测量。但是传统层流流量元件取压点之间并不完全是充分发展段层流流动,所测得差压中存在非线性压力损失。本文介绍了可以将非线性压损予以消除的压力位差式（PPD）层流流量传感技术,采用计算流体力学方法对PPD传感元件两条支路内部流动进行仿真分析,得到了各支路内部流速场和压力场,两条支路的流动阻力特性,以及压力位差与体积流量关系曲线。结果表明,PPD层流流量传感单元两条支路流阻特性一致,压力位差与流量具有理想的线性关系,验证了PPD原理的正确性。相对于传统层流传感元件,PPD层流流量传感元件可以有效将非线性压损消除,能够获得更高的测量精度和更大的量程比。 

【文章来源】：传感技术学报. 2020,33(11)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

压力位差式层流流量传感元件结构及压降示意图

为了减小计算机运算量,本文研究的层流发生体选用单根毛细管,将压力位差式层流流量传感元件的支路1和支路2分别进行计算。图2为两条支路的物理模型,由入口管道、短毛细管、长毛细管、取压腔、出口管道组成,其中,支路1短毛细管在前,支路2长毛细管在前。支路入口、出口和取压腔室内压力取压位置,以及各段差压记法分别如图2所示。模型中毛细管内径d取为0.8 mm。为保证短毛细管内流动达到充分发展,其长度应足够长。管内层流起始段长度Le可按照下式计算:

采用ICEM建立几何建模和进行网格划分,每条支路的坐标原点都位于上游毛细管的左侧进口处,考虑到计算精度以及能更好体现流动状态,对模型进行网格划分时,进行了3次O型网格划分,支路1网格划分结果如图3所示。图4 不同网格数量情况下的轴向静压变化曲线

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3581699