差压式节流装置的数值模拟与实验验证
发布时间：2022-02-21 02:56
多孔孔板和楔形节流装置作为两种新型的节流差压式流量测量仪表,与传统差压式节流装置相比,具有显著的优势,在流体测量中有着广泛的应用前景。多孔孔板节流装置突出的特点是可以平衡调整流场、可以实现双向测量、流动噪声小、永久压力损失小等。楔形节流装置能够测量多种流体介质,即使在粘度高、雷诺数低的情况下依然保持较高的测量精度,而对于一些条件苛刻的流量测量场合,如低流速、小流量、大管径的情况下有着巨大的优势和作用。基于这些节流特性,国内外对其进行了相关方面的研究。本文以这两种节流装置为研究对象,采用理论分析、计算流体动力学数值模拟和实流实验标定相结合的方法,探索雷诺数、流体介质和结构参数对多孔孔板和楔形节流装置性能的影响。特别是对于流场特性、流出系数和永久压力损失的影响,并通过研究结果为其结构的设计优化提供参考依据。本文主要的研究工作内容如下:（1）根据差压式流量计的基本工作原理,即通过伯努利方程、连续性方程和流量方程联立得到含有流出系数的不可压缩流体的体积流量表达式,并根据多孔孔板和楔形节流装置的结构特点,转化为这两种节流装置的流出系数表达式。为数值模拟仿真和实流实验建立理论依据。（2）通过仿真软...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 差压式节流装置的研究概况
1.2.1 差压式节流装置的发展现状
1.2.2 多孔孔板与楔形节流装置的国外研究现状
1.2.3 多孔孔板与楔形节流装置的国内研究现状
1.2.4 国内外发展概况综述
1.3 本文的主要研究内容
第二章 差压式节流装置的测量与数值模拟方法
2.1 差压式节流装置的理论基础
2.1.1 连续性方程与伯努利方程
2.1.2 不可压缩流体的流量基本方程
2.1.3 可压缩流体的流量基本方程
2.1.4 压力损失理论分析
2.2 多孔孔板节流装置的测量理论基础
2.3 楔形节流装置的测量理论基础
2.4 计算流体动力学在差压式节流装置中的应用
2.5 计算流体动力学软件ANSYS-CFX
2.6 流场仿真方法
2.6.1 基本控制方程
2.6.2 湍流模型
2.7 本章小节
第三章 多孔孔板与楔形节流装置的数值模拟仿真
3.1 多孔孔板与楔形节流装置的仿真方法
3.1.1 节流装置几何模型的建立
3.1.2 网格化分与无关性验证
3.1.3 边界条件的设置
3.1.4 湍流模型的选择
3.1.5 求解器控制参数的设定
3.1.6 仿真数据结果的处理
3.2 参数变化对多孔孔板节流装置流出系数的影响
3.2.1 雷诺数对多孔孔板节流装置流出系数的影响
3.2.2 流体介质对多孔孔板节流装置流出系数的影响
3.2.3 多孔孔板节流装置的流场特性分析
3.3 参数变化对楔形节流装置流出系数的影响
3.3.1 雷诺数对楔形节流装置流出系数的影响
3.3.2 流体介质对楔形节流装置流出系数的影响
3.3.3 楔形节流装置的流场特性分析
3.4 多孔孔板节流装置的设计影响因素
3.4.1 结构不同对多孔孔板节流装置的影响
3.4.2 等效直径比对多孔孔板节流装置的影响
3.4.3 管径对多孔孔板节流装置的影响
3.4.4 函数孔的数目对多孔孔板节流装置的影响
3.4.5 中心孔开孔大小对多孔孔板节流装置的影响
3.4.6 平衡孔的分布对多孔孔板节流装置的影响
3.4.7 孔板厚度对多孔孔板节流装置的影响
3.5 楔形节流装置的设计影响因素
3.5.1 楔比对楔形节流装置的影响
3.5.2 管径对楔形节流装置的影响
3.6 本章小结
第四章 多孔孔板与楔形节流装置实流实验研究
4.1 实流实验装置
4.2 实流实验过程
4.3 实流实验标定与数值模拟仿真结果对比分析
4.4 实流实验标定与数值模拟仿真误差原因分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
附录
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]孔板流量计内部流场的仿真研究[J]. 杨国来,李明学. 甘肃科学学报. 2015(06)
[2]多孔均流式流量计的结构设计与特性仿真[J]. 周乃君,向衍,余亚雄. 仪表技术与传感器. 2015(05)
[3]多孔孔板流量计的函数孔结构研究[J]. 程宇,刘玉长. 仪表技术与传感器. 2015(02)
[4]基于差压式孔板流量计的缩径管段流场数值研究[J]. 林棋,娄晨. 压力容器. 2014(02)
[5]多孔孔板流量计流场仿真[J]. 于洪仕,张涛,赵珊珊,蒋伟. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2014(01)
[6]多孔孔板节流装置的性能分析[J]. 汤天玲. 天津化工. 2012(02)
[7]常见流量计的应用[J]. 田野,王岳,郭士欢,刘勇峰,胡宗柳. 当代化工. 2011(12)
[8]圆缺孔板、楔形流量计在脏污流体计量中的应用[J]. 戴祯建. 中国计量. 2010(10)
[9]多孔孔板节流装置的应用[J]. 李康康,贾玉明,葛素楠. 石油化工自动化. 2010(04)
[10]差压流量计的发展和展望[J]. 杨小军,陈保东,王剑桥,李娜. 工业计量. 2010(03)
本文编号：3636355
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 差压式节流装置的研究概况
1.2.1 差压式节流装置的发展现状
1.2.2 多孔孔板与楔形节流装置的国外研究现状
1.2.3 多孔孔板与楔形节流装置的国内研究现状
1.2.4 国内外发展概况综述
1.3 本文的主要研究内容
第二章 差压式节流装置的测量与数值模拟方法
2.1 差压式节流装置的理论基础
2.1.1 连续性方程与伯努利方程
2.1.2 不可压缩流体的流量基本方程
2.1.3 可压缩流体的流量基本方程
2.1.4 压力损失理论分析
2.2 多孔孔板节流装置的测量理论基础
2.3 楔形节流装置的测量理论基础
2.4 计算流体动力学在差压式节流装置中的应用
2.5 计算流体动力学软件ANSYS-CFX
2.6 流场仿真方法
2.6.1 基本控制方程
2.6.2 湍流模型
2.7 本章小节
第三章 多孔孔板与楔形节流装置的数值模拟仿真
3.1 多孔孔板与楔形节流装置的仿真方法
3.1.1 节流装置几何模型的建立
3.1.2 网格化分与无关性验证
3.1.3 边界条件的设置
3.1.4 湍流模型的选择
3.1.5 求解器控制参数的设定
3.1.6 仿真数据结果的处理
3.2 参数变化对多孔孔板节流装置流出系数的影响
3.2.1 雷诺数对多孔孔板节流装置流出系数的影响
3.2.2 流体介质对多孔孔板节流装置流出系数的影响
3.2.3 多孔孔板节流装置的流场特性分析
3.3 参数变化对楔形节流装置流出系数的影响
3.3.1 雷诺数对楔形节流装置流出系数的影响
3.3.2 流体介质对楔形节流装置流出系数的影响
3.3.3 楔形节流装置的流场特性分析
3.4 多孔孔板节流装置的设计影响因素
3.4.1 结构不同对多孔孔板节流装置的影响
3.4.2 等效直径比对多孔孔板节流装置的影响
3.4.3 管径对多孔孔板节流装置的影响
3.4.4 函数孔的数目对多孔孔板节流装置的影响
3.4.5 中心孔开孔大小对多孔孔板节流装置的影响
3.4.6 平衡孔的分布对多孔孔板节流装置的影响
3.4.7 孔板厚度对多孔孔板节流装置的影响
3.5 楔形节流装置的设计影响因素
3.5.1 楔比对楔形节流装置的影响
3.5.2 管径对楔形节流装置的影响
3.6 本章小结
第四章 多孔孔板与楔形节流装置实流实验研究
4.1 实流实验装置
4.2 实流实验过程
4.3 实流实验标定与数值模拟仿真结果对比分析
4.4 实流实验标定与数值模拟仿真误差原因分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
附录
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]孔板流量计内部流场的仿真研究[J]. 杨国来,李明学. 甘肃科学学报. 2015(06)
[2]多孔均流式流量计的结构设计与特性仿真[J]. 周乃君,向衍,余亚雄. 仪表技术与传感器. 2015(05)
[3]多孔孔板流量计的函数孔结构研究[J]. 程宇,刘玉长. 仪表技术与传感器. 2015(02)
[4]基于差压式孔板流量计的缩径管段流场数值研究[J]. 林棋,娄晨. 压力容器. 2014(02)
[5]多孔孔板流量计流场仿真[J]. 于洪仕,张涛,赵珊珊,蒋伟. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2014(01)
[6]多孔孔板节流装置的性能分析[J]. 汤天玲. 天津化工. 2012(02)
[7]常见流量计的应用[J]. 田野,王岳,郭士欢,刘勇峰,胡宗柳. 当代化工. 2011(12)
[8]圆缺孔板、楔形流量计在脏污流体计量中的应用[J]. 戴祯建. 中国计量. 2010(10)
[9]多孔孔板节流装置的应用[J]. 李康康,贾玉明,葛素楠. 石油化工自动化. 2010(04)
[10]差压流量计的发展和展望[J]. 杨小军,陈保东,王剑桥,李娜. 工业计量. 2010(03)
本文编号：3636355
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