金屬管浮子流量計(jì)仿真結(jié)果及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析?
發(fā)布時(shí)間：2022-10-12 09:54:43
通過改變流量系數(shù)來改變流量值,進(jìn)而調(diào)整金屬管浮子流量計(jì)入口及出口條件來使浮子組件達(dá)到受力平衡.經(jīng)典的流量系數(shù)在0.9~1.0之間,選取包括邊界值在內(nèi)的5個(gè)流量系數(shù)來進(jìn)行數(shù)值仿真,得到5組仿真數(shù)據(jù).在下面的分析中給出第5組數(shù)據(jù),亦即當(dāng)浮子受力達(dá)到平衡時(shí)的壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)分布情況(見圖5和圖6)..
1壓力場(chǎng)分析
圖5為迭代收斂后流量傳感器壓力場(chǎng)等勢(shì)圖和壓力分布圖,左邊光柱從上至下表示壓強(qiáng)從大到小，據(jù)圖5分析如下:
(1)傳感器流場(chǎng)上游的壓強(qiáng)大于下游的壓強(qiáng);
(2)浮子最大直徑處下游壓強(qiáng)最小;
(3)浮子最大直徑處,流場(chǎng)壓強(qiáng)變化梯度最大;
(4)最大壓強(qiáng)在內(nèi)直管垂直段的底部;
(5)浮子最大直徑處上下兩部分形成很大的壓差,這是使浮子穩(wěn)定在這一高度的主要作用力;
(6)浮子底部左右壓力不對(duì)稱，這種不對(duì)稱現(xiàn)象的存在使得流量比較大時(shí)浮子會(huì)出現(xiàn)振動(dòng).
2.速度場(chǎng)分析
圖6為迭代收斂后傳感器速度場(chǎng)等勢(shì)圖和矢量圖.圖中左邊光柱從上至下表示速度由大至小.由圖6.分析如下:
(1)據(jù)顏色分辨出環(huán)隙流通面積最小處及下游靠近錐管壁的流場(chǎng)速度最大,前者是流通面積減小導(dǎo)致速度增大,后者則是因?yàn)榱鲌?chǎng)方向的改變引起的,特別是此處可能產(chǎn)生漩渦,導(dǎo)致有效流通面積減小,流體被擠向管壁,使得此處速度增大;
(2)流場(chǎng)下游,外直管左下角速度較小,主要是因?yàn)榱鲌?chǎng)的出口在右邊，由于出口壓力小，流體流動(dòng)都趨向出口;.
(3)浮子的最小截面處,流場(chǎng)速度存在較大的變化.
3.浮子組件受力定k分析
根據(jù)設(shè)計(jì)初樣給出的浮子材料及尺寸結(jié)構(gòu),可得浮子重力為5.97N.從FLUENT的受力報(bào)告中可以得到表2所示數(shù)據(jù).
4.物理實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
為了進(jìn)一步驗(yàn)證金屬管浮子流量計(jì)傳感器流場(chǎng)仿真結(jié)果,需要進(jìn)行.物理實(shí)驗(yàn).按照設(shè)計(jì)圖紙加工設(shè)計(jì)模型,加工完后,配上流量顯示儀表,在標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)利用標(biāo)準(zhǔn)表法,標(biāo)準(zhǔn)表選擇電磁流量計(jì)(精度0.2級(jí)).結(jié)合仿真流量數(shù)據(jù)、物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較可以得到表3.
