V锥流量计基于Fluent的数值仿真与实验研究

发布时间：2017-05-22 19:28

  本文关键词：V锥流量计基于Fluent的数值仿真与实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： V锥流量计作为一种新型差压流量计,与传统的差压流量计相比有可靠性高、压力损失小、量程比宽、精度高等优点,尤其是在一些如垃圾焚烧发电、焦炉煤气、近海油田湿气测量等特殊应用场合有明显的优势。由于V锥流量计的这些特性,国内外对它进行了大量相关方面的研究。通过实验可以看出:锥体的几何形状对V锥流量计的性能有很大影响,特别是对内流场和流出系数的影响。但目前关于V锥流量计的统一标准还没有确定,因此对V锥流量计研究是有意义的。 论文分析流出系数受锥体几何形状的影响,运用计算流体动力学(CFD)的仿真软件Fluent对三种不同等效直径比的V锥流量计进行研究,获得仿真与实验数据,从而分析不同几何形状的锥体对V锥流量计流出系数的影响。内容主要包括计算流体动力学仿真、建立合理的试验台、相关数据的采集及数据分析处理三部分。 第一,采用Fluent软件对V锥流量计的流场进行仿真。主要内容包括几何模型的建立,湍流计算模型的选择,本文采用的是RNG k-ε湍流模型。然后根据仿真数据研究V锥流量计锥体的几何形状与其流出系数之间的关系。 第二,根据仿真的结果,加工制作了九组65mm口径的不同等效直径比的V锥流量计,并选择合理的实验仪器,搭建试验台。 第三,对加工的V锥流量计进行水实验,获取实验数据,对仿真数据和实验数据进行处理和分析,并与孔板流量计进行了压力损失的比较。 通过实验数据和仿真数据的比较分析发现:V锥流量计的流出系数与等效直径比β、雷诺数和前锥角有关;等效直径比β越大,流出系数值越小;流出系数随雷诺数的增大逐渐增大,最后趋于某一常数;前锥角越大,流出系数有减小到趋势;在保证有效流通面积相同的情况下,V锥流量计的压力损失比孔板小50%左右;仿真和实验得到的流出系数误差小于5.0%。
【关键词】：V锥流量计 计算流体动力学 等效直径比 流出系数 雷诺数
【学位授予单位】：辽宁石油化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH814
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 差压流量计的概况10-15
• 1.1.1 差压流量计的发展历史10-12
• 1.1.2 V 锥流量计的发展概况12-15
• 1.2 主要内容和创新15-18
• 1.2.1 主要内容15-16
• 1.2.2 主要创新16-18
• 2 V 锥流量计的数学基础18-23
• 2.1 V 锥流量计的理论基础18-19
• 2.2 不可压缩流体的流量基本方程式19-21
• 2.3 可压缩流体的流量基本方程式21-23
• 3 V 锥流量计流场数值模拟基础23-33
• 3.1 计算流体动力学的发展23
• 3.2 计算流体动力学在差压流量计研究中的应用23-24
• 3.3 计算流体动力学软件F1uent 简介24-27
• 3.3.1 Fluent 软件组成24-25
• 3.3.2 Fluent 的特点25-26
• 3.3.3 Fluent 的文件类型26-27
• 3.4 湍流模式理论27-28
• 3.5 基本控制方程及湍流模型28-33
• 3.5.1 基本控制方程28-29
• 3.5.2 湍流模型29-33
• 4 V 锥流量计流场数值仿真模拟33-55
• 4.1 V 锥流量计流场的仿真方法33-40
• 4.1.1 V 锥流量计几何模型的建立33-34
• 4.1.2 网格划分34-35
• 4.1.3 边界条件的设置35-38
• 4.1.4 湍流模型的选择38
• 4.1.5 求解控制参数的设定38-40
• 4.2 仿真数据的获取40-42
• 4.3 仿真结果的分析42-49
• 4.3.1 仿真数据处理42-43
• 4.3.2 仿真管道内流场分析43-49
• 4.4 V 锥流量计的压力损失与节能分析49-54
• 4.4.1 V 锥流量计的压力损失模拟实验49-51
• 4.4.2 压力损失比较分析51-53
• 4.4.3 V 锥流量计与孔板流量计能耗比较53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 5 V 锥流量计实验研究55-65
• 5.1 实验装置及方案55-58
• 5.2 数据处理和分析58-61
• 5.3 仿真结果与实验的比较61-64
• 5.4 本章小结64-65
• 6 总结与展望65-67
• 6.1 总结65
• 6.2 展望65-67
• 符号说明67-69
• 参考文献69-74
• 致谢74-75
• 攻读学位期间发表的学术论文目录75

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 雷春牛;无电负压液体循环系统的研究[D];中北大学;2012年

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本文编号：386679