摘要(yào):通過對(duì)某電廠(chang)孔闆差(chà)壓流量(liàng)計 進行(háng)數值分(fen)析不同(tong)斷面的(de)流出系(xì)數及壓(yā)力分布(bu)規律，得(de)出💛如下(xia)結論:取(qǔ)壓孔應(ying)設置在(zai)上遊最(zuì)大壓力(li)和🔴下遊(you)最小📧壓(yā)力🔅處,且(qiě)下遊取(qu)壓孔應(ying)設置在(zai)距孔闆(pǎn)中🧑🏾‍🤝‍🧑🏼心距(jù)離(0.3~0.5)D範圍(wéi)内🔞,上遊(you)取壓孔(kong)應設置(zhi)在距孔(kǒng)闆中心(xīn)距離(0.5-1.5)D範(fàn)圍;不🍓同(tóng)的取壓(ya)孔距離(li)嚴重影(yǐng)響流體(tǐ)質量流(liú)量的測(cè)量精度(du),所以流(liu)量孔⚽闆(pan)在安裝(zhuang)時🌈,嚴格(gé)按照取(qǔ)壓孔尺(chi)寸安裝(zhuang),并根據(jù)取壓孔(kǒng)的實際(jì)位置适(shì)當修正(zheng)流出系(xi)數🚶‍♀️;典型(xíng)斷面的(de)下遊斷(duàn)面存在(zai)明顯的(de)回流現(xiàn)象🔞，回流(liú)流量占(zhàn)管道質(zhì)量流量(liàng)的15%左右(yòu)。分析結(jié)果可爲(wei)電廠孔(kǒng)闆差壓(ya)測量安(ān)裝測試(shì)和調整(zheng)提供參(cān)考✔️。
1研究(jiū)背景
　　計(ji)算流體(tǐ)動力學(xué)CFD(ComputationalFluidDy-namics)以理論(lùn)流體力(lì)學和計(jì)算數學(xué)爲基礎(chu)💯，是近代(dai)迅速發(fa)展起來(lái)的涉及(ji)計算機(jī)、流體力(li)學、偏微(wēi)分📐方程(chéng)㊙️數學理(lǐ)論等學(xué)科的新(xin)生學科(kē)分支,主(zhǔ)要将連(lian)續流動(dong)的介質(zhi)流動規(gui)律描述(shù)爲大型(xing)代數方(fang)程組,并(bing)建立在(zai)數值求(qiú)解🏃‍♀️的計(jì)算方法(fǎ)。在流體(tǐ)🈲機械葉(ye)片設計(ji)、性能優(you)化、性能(neng)預估、流(liu)場分析(xī)方面🔴有(you)着廣泛(fan)的應💔用(yong)。差壓式(shi)流量計(ji)由于其(qí)結構簡(jiǎn)單、加工(gōng)安裝方(fāng)便、成本(ben)低、性能(neng)穩定可(kě)靠、使用(yòng)周期長(zhǎng)等優點(diǎn)在能源(yuán)化工、電(diàn)力、水利(li)等行業(ye)有🛀🏻着廣(guǎng)泛的應(ying)用。其主(zhǔ)要包括(kuo):孔闆式(shì)、噴嘴式(shì)和文丘(qiū)裏噴嘴(zuǐ)式、經典(diǎn)文丘裏(lǐ)管式,其(qi)中孔闆(pan)式差壓(ya)流量計(jì),占.整個(ge)🛀差壓法(fa)流量計(jì)測量的(de)60%以上。
　　利(li)用ReaderHarris/Gallagher計算(suàn)方法，流(liú)量孔闆(pan)的差壓(ya)計算公(gōng)式,且給(gěi)出了流(liu)👨‍❤️‍👨出💃🏻系數(shu)的計算(suàn)和經驗(yan)參數的(de)取值。從(cóng)計算公(gong)式可以(yǐ)看出計(ji)🏃‍♂️算采用(yong)了🔴大量(liàng)的試驗(yan)驗證後(hòu)的經驗(yan)數據,此(ci)計算🌈公(gōng)式隻對(dui)流量進(jìn)行了近(jìn)似數值(zhi)計算，這(zhè)種計♍算(suan)不但存(cun)在計算(suan)誤差,而(er)且無👈法(fa)準确地(di)獲得孔(kǒng)闆前後(hòu)水流流(liu)态的其(qí)他參數(shu)🆚分布規(gui)律,如力(lì)、流速、流(liu)線以及(ji)渦流、回(huí)流、壅流(liu)的特性(xing),而采用(yong)流體動(dòng)力學🔞數(shu)值計算(suàn)可以正(zheng)确獲得(de)🤟不同斷(duan)面.不同(tóng)工況的(de)流場參(can)數,便🌏于(yu)了解孔(kǒng)闆流量(liang)計特性(xìng),爲流量(liang)計算公(gōng)式修正(zheng)提供依(yī)據。
本文(wen)應用CFX對(duì)孔闆式(shi)差壓流(liú)量計内(nei)部流場(chang)進行計(jì)算,根據(ju)不同斷(duàn)面的差(chà)壓代人(ren)孔闆流(liú)量計算(suan)公式計(ji)算😘管道(dào)流量,分(fen)析孔闆(pan)前後斷(duan)面上的(de)差壓分(fèn)布、固定(dìng)截面上(shang)流量分(fen)布🆚、以及(ji)管壁上(shang)的壓力(li)分布規(gui)⭐律,确定(ding)上🌏下取(qǔ)壓口的(de)合理位(wei)置。
2計算(suan)理論及(jí)模型
2.1孔(kǒng)闆流量(liàng)計算經(jīng)驗公式(shi)
　　根據滿(mǎn)管流體(ti)流量的(de)測量是(shì)通過測(ce)量安裝(zhuang)在管道(dào)内孔闆(pan)❌産生的(de)前後壓(ya)差,并經(jīng)算術計(jì)算後求(qiu)得,流體(tǐ)⛷️質量💞流(liú)量的計(jì)算公式(shì)如下:

　　式(shi)中:C爲孔(kong)闆的流(liú)出系數(shu)(無量綱(gāng));β爲孔闆(pǎn)直徑和(he)管道♍内(nei)徑比值(zhi)(無量綱(gang));d爲孔闆(pǎn)工作狀(zhuàng)态下直(zhi)徑(mm);△p爲孔(kǒng)㊙️闆前後(hòu)的差壓(ya)(Pa);ρl爲流體(ti)密度(kg/m3)。
　　流(liú)出系數(shù)是指通(tong)過裝置(zhì)的實際(jì)流量與(yu)理論流(liu)量之間(jian)🍉關🌈系的(de)系數,用(yòng)Reader-Harris/Gallagher方法的(de)計算公(gōng)式爲


　　式(shi)中:p1爲上(shang)遊斷面(mian)相對壓(yā)力(Pa);Pz爲下(xia)遊斷面(mian).相對壓(ya)力(Pa);K爲流(liú)體的等(deng)熵指數(shu)(無量綱(gang))。其餘符(fu)号與上(shang)同。
　　本次(ci)計算的(de)流體爲(wei)水,溫度(dù)70℃,可壓縮(suō)性比較(jiào)小，因此(cǐ)選取ε=1.0,進(jìn)行流量(liàng)的近似(sì)計算,孔(kong)闆的具(ju)體參數(shu)表見表(biǎo)1。

2.2CFX數值計(jì)算
　　本文(wen)采用了(le)Navier-Stoke方程來(lái)描述流(liu)體在管(guǎn)道内的(de)流動,應(yīng)用标準(zhǔn)雙方🏃程(cheng)案流模(mó)型,采用(yong)有限容(rong)積法和(hé)迎風差(chà)分格式(shi)㊙️對控制(zhì)方程進(jìn)行時變(biàn)相離散(sàn)求解,給(gěi)定壁面(mian)粗糙度(du),假設壁(bi)面無滑(huá)移,流體(ti)無旋運(yùn).動s。基于(yu)CFD計算理(lǐ)論,應用(yong)ANSYS平台中(zhōng)CFX商用軟(ruan)件，進行(háng)定常叠(dié)代求解(jiě)計算。
2.3數(shù)值計算(suàn)模型
　　本(ben)文對某(mou)電廠凝(níng)結水管(guǎn)道進行(háng)了數值(zhí)模拟計(ji)算，孔闆(pǎn)💜前⭕後阻(zu)力件的(de)形式爲(wei)90°彎頭各(ge)一個,具(jù)體數據(jù)見表1。圖(tú)1、圖2分别(bié)爲管道(dào)計算模(mo)型和孔(kǒng)闆管局(ju)部網格(ge)示意圖(tu)。


　　爲(wei)了便于(yú)建模和(he)計算,對(duì)孔闆内(nei)邊緣進(jìn).行了簡(jian)化🌈，取消(xiao)斜銳角(jiǎo)α,将孔闆(pan)設計爲(wei)最小厚(hòu)度的等(deng)厚孔闆(pan)。由于受(shou)計算資(zī)源的限(xiàn)制,模型(xing)的網格(gé)個數爲(wei)769728,節點個(ge)數爲748492。整(zhěng)個計♌算(suan)模型采(cǎi)用六面(miàn)體結💯構(gou)化網格(ge)，以提高(gao)網格質(zhi)量和計(jì)算精度(dù)。
2.4數值計(jì)算邊界(jiè)條件
　　以(yi)某電廠(chang)凝結水(shuǐ)流量孔(kǒng)闆尺寸(cùn)爲例,采(cǎi)用公式(shì)(1)計算其(qí)額定壓(yā)力下的(de)流量,并(bing)對孔闆(pǎn)及管道(dào)進行數(shu)👌值模拟(nǐ)。進口設(she)定流量(liàng),凝結水(shuǐ)雜項管(guan)設置孔(kong)闆後,進(jin)出口流(liú)量相等(deng),出口設(shè)定流量(liàng)。分别計(jì)算3個工(gōng)況:工況(kuang)1爲最大(dà)流量工(gōng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼況610kg/s;工況(kuang)2爲常用(yòng)流量工(gōng)況569.44kg/s;工況(kuàng)3爲最小(xiǎo)流量工(gong)況222.22kg/so
3結果(guo)分析
　　爲(wèi)了使結(jié)果具有(yǒu)普遍性(xing),并減小(xiao)後處理(lǐ)誤差,孔(kong)闆前後(hòu)的壓差(chà)分别取(qǔ)上下遊(yóu)斷面上(shàng)的平均(jun)壓力之(zhi)差。孔闆(pǎn)前後各(ge)🈲做一個(gè)和管道(dao)正交的(de)圓截面(miàn),近似認(ren)爲是上(shàng)下遊🌈取(qǔ)壓口，上(shàng)遊斷面(mian)定義爲(wèi)Planel即上遊(yóu)取壓口(kǒu)斷面,下(xia)遊斷面(mian)定義爲(wèi)Plane2即爲下(xia)遊取壓(yā)口斷面(mian)🈲,如圖3。上(shàng)、下遊斷(duàn)面距孔(kǒng)闆中心(xin)位置分(fèn)别用x1和(he)x2表示，上(shàng)下遊各(gè)取10個截(jié)面位置(zhi),截面位(wei)置編号(hao)自孔闆(pǎn)至上下(xia)遊分别(bie)編号☁️爲(wèi)1至10,其數(shu)據見表(biǎo)2。


3.1不同斷(duàn)面相對(dui)差壓分(fen)布
　　取上(shang)下遊不(bu)同斷面(mian)上的平(píng)均相對(dui)壓力之(zhī)差并計(jì)算處理(li),作爲孔(kǒng)闆的差(cha)壓繪制(zhi)差壓曲(qǔ)線。其中(zhong)上遊🤩斷(duan)面壓差(chà)是指固(gù)定☁️下遊(you)斷面至(zhì)孔闆中(zhong)心孔絕(jué)對💚距離(li):27200+0.5D=27510.5mm,而上遊(you)斷👣面距(jù)孔闆中(zhong)心孔距(jù)離如表(biǎo)2中Plane1中x1數(shu)值。下遊(you)斷面差(cha)壓是指(zhi)固定上(shang)遊斷面(miàn)至孔闆(pan)中心👄孔(kǒng)絕對距(jù)離:27200-D=26579mm,上遊(you)斷面距(ju)中心孔(kong)距離如(ru)表2中Plane2中(zhong)x2數👨‍❤️‍👨值。其(qí)中用距(ju)孔闆中(zhong)心絕對(dui)距🌍離27200-D=26579mm的(de)截面Planel上(shang)的平均(jun1)壓力和(he)27200+0.5D=27510.5mm的截面(mian)Plane2.上平均(jun1)壓力之(zhī)差爲基(jī)準值,其(qi)餘平面(mian)上的差(chà)壓除以(yi)此基準(zhǔn)值。然後(hou)繪制‼️上(shang)下遊壓(ya)差相對(duì)值曲❌線(xian),如圖4。

　　從(cong)圖4可以(yi)看出,孔(kǒng)闆前後(hòu)差壓受(shou)上遊斷(duan)面(.上遊(yóu)取壓口(kǒu))距孔闆(pan)距離影(ying)響相對(dui)較小，而(ér)受下遊(you):斷面(下(xia)遊取壓(ya)口㊙️)距孔(kǒng)闆距離(li)影響較(jiao)大。上遊(yóu)截面1上(shang)的差壓(ya)隻有5号(hao)截面的(de)89.5%,且這一(yi)數值.不(bu)随流量(liang)的變化(hua)而變化(hua)。X1在(0~0.3)D範圍(wei)内，随着(zhe)x1距離增(zēng)大截面(miàn)上差壓(yā)随之快(kuai)☀️速增加(jiā)。這因水(shuǐ)流遇孔(kong)闆🌂阻擋(dang)過流面(miàn)積減小(xiǎo),流速增(zeng)大,動能(neng)損💋失較(jiao)大造成(cheng)的。截面(miàn)3上的差(cha)壓是👄5号(hào)截面的(de)99.3%,且随着(zhe)距離的(de)增加這(zhè)種增加(jia)趨于緩(huǎn)慢。截面(mian)10的差壓(ya)隻是5号(hao)截面☎️的(de)100.42%,且差壓(yā)增加值(zhi)基本和(hé)距離🧑🏽‍🤝‍🧑🏻x成(cheng)線性關(guān)系,增幅(fu)約爲0.1%/D。這(zhè)種增加(jia)主要是(shi)因爲管(guan)道的沿(yan)程阻力(lì)和管👈道(dào)局部📞渦(wo)流引起(qǐ)的水頭(tóu)損失。從(cóng)✉️圖中可(kě)以看出(chū)上遊x1(0.05~0.3)D範(fàn)圍内對(dui)差壓的(de)影響較(jiào)大，且💃其(qí)值小于(yu)正常差(cha)壓。因此(ci)上遊取(qu)壓口應(ying)在(0.5~1.5)D範圍(wei)選取,這(zhè)樣既可(kě)以減小(xiao)因流體(tǐ)收縮🏃‍♂️,流(liú)速📐增加(jiā)和沿程(chéng)水頭損(sǔn)失增加(jiā)造成的(de)測量誤(wu)差。從圖(tu)4可以看(kan)出,下遊(you)斷面差(cha)壓曲線(xiàn)幾乎是(shì)開口向(xiang)下的二(èr)次曲線(xian)，在3号斷(duan)面出現(xian)最大值(zhi)後,随着(zhe)x增加斷(duàn)面差壓(yā)急劇下(xia)降。下遊(you)斷面1上(shàng)的差壓(ya)爲4号斷(duàn)面差壓(yā)的90.15%，斷面(miàn)10上的😘差(chà)壓僅爲(wei)4号斷面(mian)的60.17%,這說(shuo)明随着(zhe)x2的增加(jiā),水流紊(wen)态恢複(fú)較慢,後(hòu)面流态(tai)受孔闆(pan)影響較(jiao)大。高🥰速(sù)水流流(liú)✨過孔闆(pan)後,在孔(kong)闆中心(xin)孔區形(xíng)成了一(yi)個射流(liú)區,而🍉在(zài)壁面附(fu)近形成(cheng)了較大(dà)的回流(liú)負壓區(qu)。因水流(liú)的可壓(yā)縮性很(hen)小，高速(su)水流受(shou)到前方(fāng)流體的(de)阻擋,而(er)🔞将水流(liú)速度能(neng)轉化爲(wei)水流的(de)勢能,所(suǒ)以管道(dào)壁面附(fù)近負壓(yā)随着x的(de)增加逐(zhú)漸減小(xiao)。上下取(qu)壓口差(chà)壓也迅(xùn)速減小(xiao),并🥵趨于(yu)穩定。爲(wèi)了獲取(qǔ)最大差(cha)壓,下遊(yóu)取壓口(kǒu)應設⛷️置(zhi)在距孔(kǒng)闆中心(xin)距離(0.3~0.5)D範(fàn)圍内。
3.2不(bu)同斷面(miàn)流出系(xì)數
　　流出(chū)系數C采(cai)用Reader-Harris/Gallagher公式(shì)進行計(jì)算，見公(gong)式(2),其是(shi)流量計(jì)算公㊙️式(shi)(1)的主要(yào)參數,是(shì)經大量(liàng)試驗檢(jiǎn)驗的經(jing)驗公式(shì)。根⭐據不(bu)同斷✍️面(miàn)的參數(shu)☀️對每個(gè)斷面的(de)流量系(xi)數進行(hang)計算,結(jié)果💁見圖(tu)5。

　　從圖中(zhong)可以看(kàn)出3種工(gōng)況，上遊(yóu)斷面的(de)流出系(xì)數随着(zhe)☔x1的增大(dà)逐💰漸變(bian)大，且在(zai)斷面4達(dá)到最大(dà)值後則(ze)不🐪增加(jia);下遊斷(duàn)面的流(liú)出系🔴數(shu)随着x2的(de)增加而(ér)又先減(jiǎn)㊙️小後變(bian)大的趨(qu)勢,且取(qu)🐉壓孔斷(duan)🔞面距孔(kong)闆中心(xīn)的距離(lí)對流出(chu)系數影(yǐng)響更爲(wei)明顯。不(bu)同工況(kuàng)🌍下上下(xià)遊斷面(miàn)流出系(xi)數最大(dà)值和最(zui)小值及(jí)其比值(zhi)如表3。從(cong)😍表3和圖(tú)4中可以(yi)看出流(liú)出系數(shù)和流量(liàng)相關性(xing)比較小(xiao)，流出系(xi)⛹🏻‍♀️數對下(xia)🏃🏻‍♂️遊距離(lí)較爲敏(mǐn)感,下遊(you)各截面(miàn)上的流(liú)出系數(shu)最大值(zhí)和最小(xiǎo)值之比(bǐ)爲1.10。下遊(yóu)距離對(duì)流出系(xì)數反應(yīng)較爲遲(chi)鈍，上遊(yóu)各截面(miàn)上的流(liu)出系數(shu)最大值(zhí)和最小(xiǎo)值之比(bi)爲1.01。

　　從公(gong)式(2)可以(yi)看出,流(liu)出系數(shù)隻給上(shàng)下遊斷(duan)面的距(ju)離、管⭐道(dao)直徑♊、開(kai)孔比、流(liú)體雷諾(nuo)數等參(can)數有關(guan),取壓口(kou)距離的(de)不同會(huì)嚴重影(yǐng)☎️響流體(ti)質量流(liu)量的測(cè)量,所以(yi)流量孔(kong)闆的安(ān)裝💃🏻時,嚴(yan)格🔅按照(zhào)孔闆尺(chǐ)寸安裝(zhuang),并根據(ju)取壓孔(kǒng)的實際(jì)位置适(shì)當修正(zhèng)流📞出系(xì)數。
3.3不同(tong)斷面流(liu)量分布(bù)
　　孔闆差(cha)壓法測(ce)流量是(shì)滿管流(liú)體的測(cè)量重要(yao)手段之(zhī)一🔞。其測(ce)量原理(lǐ)是測量(liang)孔闆前(qián)後産生(shēng)的壓差(chà)，通過近(jin)似經驗(yan)公式進(jin)行計算(suan),求得體(tǐ)積或者(zhě)質量流(liú)✉️量。具體(tǐ)計算見(jian)式(1)至式(shì)(3)。本文通(tong)過CFX進行(háng)⛱️管道内(nèi)流體叠(dié)代計算(suàn),然後選(xuǎn)取不同(tóng)斷面差(chà)壓,帶人(rén)式(1)至式(shi)(3)計算公(gōng)式進行(háng)計算,用(yòng)上遊斷(duan)面6和下(xià)遊🈲斷面(mian)4計算的(de)流量作(zuò)爲基準(zhun)🏃‍♂️值,其餘(yu)斷面計(jì)✉️算的流(liú)量除以(yǐ)此值🚶‍♀️，并(bìng)繪制流(liu)量曲線(xiàn)如圖6。

　　從(cong)圖6中可(kě)以看出(chū)流量曲(qǔ)線的分(fen)布和差(chà)壓曲線(xian)的分布(bu)基本一(yi)緻,下遊(yóu)1-3号斷面(miàn)計算出(chu)的流量(liàng)較上遊(you)🐉相應斷(duan)面明顯(xiǎn)偏大,這(zhe)是因爲(wèi)流出系(xi)數下遊(you)斷面明(ming)顯偏大(da)導緻🏃‍♀️的(de)。随着下(xià)遊斷面(mian)x2的增🆚加(jiā),不同斷(duàn)面♉計算(suan)出的流(liu)量明顯(xiǎn)💞減小，由(yóu)于流出(chu)系數對(duì)流量有(yǒu)一定的(de)修訂作(zuò)用，所以(yi)流😍量下(xia)降幅值(zhi)及梯度(dù)并沒🥰有(you)差壓減(jian)小的那(nà)麽明顯(xian)。流量最(zui)小值是(shi)最大值(zhí)的82.2%,僅下(xia)降了18%左(zuǒ)右。斷🏃🏻面(miàn)10随着差(cha)壓的減(jiǎn)小，流量(liang)不但沒(méi)💚有減小(xiao)反而出(chū)現了明(ming)顯增加(jia)趨勢，這(zhe)是因爲(wèi)流出系(xì)數對流(liu)量的計(jì)算起到(dao)了決⚽定(dìng)性作用(yong)。因此計(ji)算公式(shi)(2)不但對(duì)孔口☀️比(bǐ)、管道内(nèi)徑、雷諾(nuo)數、孔😍闆(pǎn)直徑有(yǒu)一定的(de)限制要(yao)求,其對(duì)下遊取(qu)壓口距(ju)離也有(yǒu)--定的限(xian)制要求(qiu)。據計算(suan)結果,配(pei)合斷面(miàn)差壓曲(qǔ)線和流(liú)量公式(shi)來看，上(shang)遊取壓(yā)口易設(she)置在(0.8~1)D範(fan)圍内,而(ér)下遊取(qǔ)💞壓口易(yì)設置在(zài)(0.3~0.5)D範圍内(nèi)。
3.4固定斷(duan)面流量(liang)分布
　　選(xuǎn)取典型(xing)斷面分(fèn)析其内(nèi)部流量(liàng)分配和(hé)斷面上(shang)的流🏃‍♀️态(tài)。上遊取(qu)壓口選(xuan)擇在D處(chu),下遊取(qu)壓口選(xuan)擇在0.5D處(chu)。将斷面(mian)沿直徑(jing)方向均(jun)分爲10份(fèn),分别計(jì)算各斷(duan)面上🐕的(de)流量，從(cong)管道中(zhong)心向邊(bian)緣一次(cì)編号📧爲(wei)1至10。計算(suan)每‼️個圓(yuan)環斷面(mian)流量占(zhan)管道流(liú)量的百(bai)分數,并(bìng)繪制流(liu)🌏量曲線(xian)，如圖7。典(dian)型斷面(miàn)爲上遊(yóu):27200+0.5D=27510.5mm,下遊:27200-D=26.579mm

　　從(cong)圖7中可(ke)以看出(chu)上遊斷(duan)面流量(liang)分布較(jiao)爲均勻(yún)，與管道(dao)直徑呈(chéng)🔱線性關(guan)系,壁面(miàn)附近的(de)10号斷面(mian)流量出(chu)現下降(jiàng),這是因(yīn)爲由于(yu)壁面粗(cu)糙度和(hé)壁面的(de)摩擦減(jian)了環形(xíng)斷面♊_上(shang)的過🐕流(liú)能力。從(cóng)流量分(fèn)布曲線(xiàn)可以看(kàn)出孔🔞闆(pan)上遊水(shuǐ)流流态(tai)較爲穩(wěn)定且,無(wú)明顯的(de)局部水(shui)頭損失(shī)。下遊斷(duan)面流量(liang)分布失(shi)去了均(jun1)勻性,出(chu)現了明(ming)顯的回(huí)流現象(xiang)，且流量(liàng)集中分(fèn)布在(0.3~0.6)D的(de)圓環面(miàn)積内,4個(gè)環形斷(duàn)面占整(zheng)個流量(liàng)了的91.35%。下(xià)遊斷面(miàn)1-4号圓環(huán)斷面流(liu)量與😍管(guan)道直徑(jing)程線性(xing)關系,且(qie)斜率是(shi)上遊斷(duan)面斜率(lü)的3.5倍。這(zhè)是因爲(wei)水流經(jīng)過孔闆(pan)收縮後(hou)的水流(liú)流速💛增(zeng)加，單位(wei)面積上(shang)的過流(liú)能力增(zēng)🏃🏻‍♂️強。直徑(jìng)爲0.5D圓環(huán)斷面以(yi)後的斷(duan)面流量(liang)随着半(ban)徑增加(jiā)而急劇(ju)減小，這(zhe)是因爲(wei)🎯孔闆開(kai)💋孔比爲(wèi)0.635446,且受水(shuǐ)流收縮(suo)效應的(de)影響,0.5D以(yi)後斷面(mian)水流👉流(liu)速明顯(xiǎn)減小，過(guò)流能力(lì)受到限(xiàn)制所緻(zhì)。下遊斷(duàn)面0.8D後斷(duàn)面的流(liu)量随着(zhe)直徑的(de)增大截(jie)面回流(liú)流量增(zeng)大,形成(cheng)了孔闆(pan)後下遊(yóu)斷面的(de)渦流負(fù)壓區，給(gei)差壓測(ce)量創造(zao)了條件(jiàn)。　　3種工況(kuàng)的流量(liàng)分布趨(qu)勢基本(ben)一緻,3種(zhǒng)工況各(gè)自的回(hui)流總量(liang)在15.6%左右(yòu)。以下遊(yóu)典型斷(duàn)面爲起(qǐ)點，繪制(zhì)三維流(liu)線圖和(hé)典型斷(duàn)面上的(de)⭐流速分(fen)布圖，如(ru)圖8。

3.5管壁(bì)壓力分(fèn)布
　　爲了(le)衡量取(qu)壓口的(de)位置選(xuǎn)取是否(fǒu)合理,本(ben)文取出(chu)了管壁(bi)附近管(guan)道相對(duì)壓力，并(bìng)繪制曲(qǔ)線如圖(tú)9。上下遊(you)特征斷(duàn)面沿直(zhi)徑🔴方向(xiang)平均分(fèn)爲600份，爲(wèi)了使結(jié)果具有(you)代表性(xing)，取最外(wài)側壁面(miàn)附近圓(yuan)環🛀(1/600管道(dào)内徑).上(shàng)🤞的平均(jun)相👅對壓(ya)力作💯爲(wei)壁面壓(yā)力。上下(xia)遊各取(qu)10個斷面(miàn)，從上遊(yóu)對斷面(miàn)進行編(bian)号依次(ci)爲1至19号(hao)斷面。

　　從(cóng)圖9中可(ke)以看出(chū)工況1上(shang)遊斷面(miàn)壓力在(zai)8号斷面(miàn)相對壓(ya)力出現(xiàn)☔明顯的(de)下降趨(qū)勢，而工(gong)況2和工(gōng)況3則明(míng)♻️顯有上(shàng)升趨勢(shi)。大流量(liàng)工況随(sui)着雷諾(nuò)數的增(zēng)大管🐇道(dao)混合邊(biān)界層減(jiǎn)小，且混(hùn)合邊界(jiè)層中的(de)層流邊(bian)界層減(jiǎn)小，因此(ci)壁面流(liú)速較大(da)，相對壓(ya)力減小(xiǎo)的緣故(gù)📱。而正常(chang)工況和(hé)小流量(liàng)工💚況混(hun)合邊界(jiè)層較厚(hòu),壁面💋流(liú)速減小(xiao)，相對壓(yā)力增大(da)。下遊管(guan)道壁面(miàn)相對壓(yā)力随着(zhe)x2的增加(jia)，負壓逐(zhú)漸增👄大(dà)，且大流(liu)✔️量工況(kuang)這種增(zeng)加幅值(zhi)更加明(ming)顯，而正(zhèng)常工況(kuang)和小流(liu)量工況(kuàng)則趨于(yú)平緩。12号(hao)斷面後(hòu)管道相(xiang)對壓力(li)随着x2的(de)增加而(ér)變大。這(zhè)是因爲(wèi)随着x2的(de)增加水(shuǐ)流的過(guò)流面積(jī)逐漸增(zēng)大，斷面(mian)的平均(jun)流速減(jian)小🛀，根據(ju)能量守(shou)恒定律(lǜ)和伯努(nu)利方程(chéng)可知，管(guǎn)道壁面(mian)的相對(dui)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻壓力增(zeng)加，流量(liàng)越大這(zhe)種現象(xiang)越明顯(xiǎn)。爲了獲(huò)得最大(dà)的測量(liang)壓差所(suǒ)以取壓(yā)孔應設(she)置在上(shang)遊最大(da)壓力和(he)下遊最(zuì)小🔞壓✌️力(li)處。
4結論(lùn)
(1)爲了獲(huo)取最大(dà)測量差(chà)壓和提(tí)高差壓(yā)法流量(liang)測量的(de)💋精度，取(qu)壓孔應(ying)設置在(zài)上遊最(zui)大壓力(lì)和下遊(yóu)最小壓(yā)力處，且(qiě)下遊取(qu)壓孔應(ying)設置在(zai)距孔闆(pan)中心距(ju)離(0.3~0.5)D範圍(wéi)🔞内，上遊(you)取壓孔(kǒng)應設置(zhì)在距孔(kong)闆中心(xin)距離(0.5~1.5)D範(fàn)圍。
(2)取壓(yā)孔距離(lí)的不同(tóng)會嚴重(zhong)影響流(liu)體質量(liàng)流量的(de)測量精(jīng)度，所以(yǐ)流量孔(kǒng)闆在安(an)裝時，嚴(yán)格按照(zhào)孔闆❗尺(chi)寸安裝(zhuāng)😍，并根據(jù)取壓孔(kǒng)的實際(ji)位置适(shì)當修正(zheng)流📞出系(xì)數。
(3)典型(xing)斷面的(de)下遊斷(duàn)面存在(zai)明顯的(de)回流現(xian)象,形成(chéng)一定的(de)負壓，爲(wèi)差壓測(ce)量創造(zào)了條件(jiàn)，且回流(liu)量占🧡管(guǎn)道質量(liàng)流量的(de)15%左右。
(4)采(cai)用CFX對流(liú)場進行(hang)模拟可(kě)以詳細(xi)分析管(guan)道内流(liú)體的流(liu)動狀态(tai)🌐，求解出(chu)任意質(zhi)點速度(du)、壓力、流(liú)量能量(liang)🙇‍♀️等參數(shu)。
(5)由于流(liu)量計計(ji)算模型(xing)造成測(cè)量誤差(cha)的客觀(guān)存在，可(ke)以借💃🏻助(zhu)CFX和一元(yuán)線性回(hui)歸方程(chéng)對不同(tong)流量下(xia)差壓法(fa)💃🏻測流量(liang)進行線(xiàn)性修正(zhèng)。

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