摘要(yao):通過對(duì)某電廠(chang)孔闆差(cha)壓流量(liang)計 進行(háng)數值分(fen)析不同(tóng)斷面的(de)流出系(xì)數及壓(yā)力分布(bu)規律，得(dé)出✊如下(xià)結論:取(qu)壓孔應(ying)設置在(zai)上遊最(zui)大壓力(li)和下遊(you)最小壓(yā)力處,且(qie)下遊取(qǔ)壓孔應(ying)設置在(zài)距孔闆(pǎn)中📞心距(ju)離(0.3~0.5)D範圍(wéi)内,上遊(yóu)取壓孔(kǒng)應☀️設置(zhì)在距孔(kong)闆中心(xīn)距離(0.5-1.5)D範(fan)圍;不同(tong)的取壓(ya)孔距離(lí)嚴重影(ying)響流⭕體(tǐ)質量流(liu)量🈲的測(ce)量精度(du),所以流(liú)量孔❄️闆(pan)在安裝(zhuang)時,嚴格(gé)按照取(qu)壓📐孔尺(chǐ)寸安裝(zhuāng),并根據(jù)取壓孔(kong)的實際(ji)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(xian)象🏃🏻‍♂️，回流(liú)流量占(zhan)管道👅質(zhì)量流量(liàng)的15%左右(yòu)。分析結(jie)果可爲(wei)電廠孔(kong)闆差壓(yā)測量安(an)裝測試(shì)🌈和調整(zhěng)提供參(cān)考🧡。
1研究(jiu)背景
　　計(jì)算流體(tǐ)動力學(xue)CFD(ComputationalFluidDy-namics)以理論(lùn)流體力(li)學和計(ji)算數學(xue)爲基礎(chǔ)，是🌏近代(dai)迅速發(fā)展起來(lai)的涉及(jí)計算機(ji)、流體力(li)學、偏微(wei)分方程(cheng)☂️數學理(li)論⭐等學(xue)科的新(xin)生學科(ke)分支,主(zhǔ)要将連(lián)續流動(dong)的介質(zhì)流動規(gui)律描述(shu)爲大型(xíng)代數方(fang)程組,并(bìng)建立在(zai)數值求(qiú)解的計(ji)算方法(fǎ)。在流體(ti)機械葉(yè)片設計(jì)、性能優(yōu)化、性能(neng)預估、流(liú)場分析(xī)方面有(yǒu)着廣泛(fàn)的應⛷️用(yòng)。差壓式(shi)流量計(jì)由于其(qí)結構簡(jian)單、加工(gōng)安裝方(fāng)便、成本(běn)低、性能(neng)穩定可(kě)靠、使用(yòng)周期長(zhang)等優點(diǎn)在能源(yuán)化工🌐、電(dian)力、水利(lì)等行業(yè)有着廣(guǎng)泛的應(ying)用。其主(zhǔ)要包括(kuò):孔闆⛱️式(shi)、噴嘴式(shi)和文丘(qiu)裏噴嘴(zui)式、經典(dian)文丘裏(lǐ)管式,其(qí)中孔闆(pǎn)式差壓(yā)流量計(jì),占.整個(gè)差壓法(fǎ)流量計(jì)測量的(de)60%以上。
　　利(lì)用ReaderHarris/Gallagher計算(suàn)方法，流(liú)量孔闆(pan)的差壓(yā)計算公(gōng)式,且給(gěi)出✌️了流(liú)出系數(shù)的計算(suan)和經驗(yàn)參數的(de)取值。從(cóng)計算公(gong)🐉式可☁️以(yi)看出計(ji)算采用(yong)了大量(liàng)的試驗(yàn)驗證後(hòu)的經驗(yàn)數據,此(ci)計算🌈公(gong)式隻對(duì)流量進(jin)行了近(jìn)似數值(zhi)計算，這(zhè)種計算(suàn)不但存(cún)在計算(suàn)誤差,而(er)且無法(fǎ)準确地(di)獲得孔(kong)闆前後(hou)水流流(liú)态的其(qí)他參數(shu)分布規(guī)律,如✏️力(li)、流速、流(liu)線以及(ji)渦流、回(huí)流、壅🆚流(liu)的特性(xìng),而采用(yòng)流體動(dòng)力學數(shù)值計算(suan)可以正(zhèng)确獲得(dé)不同斷(duàn)面.不同(tong)工況的(de)流場參(can)數,便🔞于(yu)了解孔(kong)闆流量(liang)計特性(xìng),爲流量(liang)計算公(gong)式修正(zhèng)提供依(yi)據。
本文(wén)應用CFX對(dui)孔闆式(shi)差壓流(liu)量計内(nei)部流場(chǎng)進行計(ji)算⛷️,根據(jù)🐅不同斷(duan)面的差(cha)壓代人(ren)孔闆流(liu)量計算(suan)公式計(jì)算管道(dao)流量,分(fen)析😄孔闆(pan)前後斷(duan)面上的(de)差壓分(fèn)布、固定(ding)截面上(shang)流量分(fèn)布、以及(jí)管壁上(shang)的💚壓力(li)分布規(gui)律,确定(ding)上下取(qu)壓口的(de)合理位(wèi)置。
2計算(suàn)理論及(ji)模型
2.1孔(kong)闆流量(liàng)計算經(jīng)驗公式(shì)
　　根據滿(mǎn)管流體(ti)流量的(de)測量是(shì)通過測(cè)量安裝(zhuāng)在管💛道(dao)内孔闆(pan)産生的(de)前後壓(yā)差,并經(jīng)算術計(ji)算後求(qiu)得,流體(ti)質量流(liú)量的計(jì)算公🤞式(shì)如下:

　　式(shì)中:C爲孔(kǒng)闆的流(liu)出系數(shù)(無量綱(gāng));β爲孔闆(pǎn)直徑和(hé)管道☀️内(nèi)徑比值(zhi)(無量綱(gang));d爲孔闆(pǎn)工作狀(zhuàng)态下直(zhí)徑(mm);△p爲孔(kong)闆前後(hòu)的差壓(ya)(Pa);ρl爲流🐉體(ti)密度(kg/m3)。
　　流(liu)出系數(shù)是指通(tōng)過裝置(zhi)的實際(ji)流量與(yu)理論流(liú)量⛹🏻‍♀️之間(jiān)關🔞系的(de)🥰系數,用(yòng)Reader-Harris/Gallagher方法的(de)計算公(gong)式爲


　　式(shì)中:p1爲上(shàng)遊斷面(mian)相對壓(ya)力(Pa);Pz爲下(xia)遊斷面(miàn).相對壓(ya)力(Pa);K爲流(liu)㊙️體的等(děng)熵指數(shù)(無量綱(gang))。其餘符(fú)号與上(shàng)同。
　　本次(ci)計算的(de)流體爲(wei)水,溫度(du)70℃,可壓縮(suō)性比較(jiao)小，因此(ci)選取🏃🏻‍♂️ε=1.0,進(jìn)行流量(liang)的近似(sì)計算,孔(kong)闆的具(ju)體參數(shù)表見🛀表(biao)1。

2.2CFX數值計(ji)算
　　本文(wen)采用了(le)Navier-Stoke方程來(lai)描述流(liú)體在管(guan)道内的(de)流動,應(ying)用标準(zhǔn)雙方程(chéng)案流模(mó)型,采用(yong)有限容(rong)積法和(he)迎風差(cha)分🌐格式(shì)對控制(zhi)方程進(jìn)行時變(biàn)相離散(sàn)求解,給(gěi)定壁面(mian)粗糙度(dù),假設壁(bì)面無滑(huá)移,流體(ti)無🥰旋運(yùn).動s。基于(yu)CFD計算理(li)論,應用(yòng)ANSYS平台中(zhōng)CFX商用軟(ruǎn)件，進行(hang)定常叠(dié)代求解(jie)計算。
2.3數(shu)值計算(suàn)模型
　　本(ben)文對某(mou)電廠凝(ning)結水管(guǎn)道進行(háng)了數值(zhí)模拟計(ji)算，孔📐闆(pan)前後💯阻(zu)力件的(de)形式爲(wèi)90°彎頭各(ge)一個,具(ju)體數據(ju)見表1。圖(tu)1、圖2分别(bie)🍓爲管道(dao)計㊙️算模(mó)型和孔(kong)闆管局(ju)部網格(ge)示意圖(tu)。


　　爲(wèi)了便于(yú)建模和(he)計算,對(duì)孔闆内(nèi)邊緣進(jìn).行了簡(jiǎn)化，取消(xiāo)斜🐅銳🏃‍♂️角(jiao)α,将孔闆(pan)設計爲(wèi)最小厚(hòu)度的等(deng)厚孔闆(pan)。由于受(shou)計☔算資(zi)😄源的限(xiàn)制,模型(xíng)的網格(ge)個數爲(wèi)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(gé)，以🐉提高(gao)網格質(zhì)量和計(jì)算精度(dù)。
2.4數值計(jì)算邊界(jiè)條件
　　以(yǐ)某電廠(chǎng)凝結水(shuǐ)流量孔(kong)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(pan)及管道(dào)進行數(shù)值模拟(nǐ)。進口設(she)💋定流🔆量(liang),凝結水(shui)雜項管(guǎn)設置孔(kǒng)闆後,進(jìn)出口流(liu)量相等(deng),出口設(shè)定流🐇量(liàng)。分别❤️計(ji)算3個工(gong)況:工況(kuang)1爲最👨‍❤️‍👨大(dà)流量工(gong)況610kg/s;工況(kuang)2爲常用(yong)流量工(gong)況569.44kg/s;工況(kuang)3爲最小(xiao)流量工(gong)況222.22kg/so
3結果(guo)分析
　　爲(wèi)了使結(jié)果具有(you)普遍性(xing),并減小(xiao)後處理(lǐ)誤差,孔(kong)闆前後(hòu)的壓差(cha)分别取(qǔ)上下遊(you)斷面上(shàng)的平均(jun1)壓力之(zhi)🈲差。孔闆(pǎn)前後各(ge)做一個(ge)和管道(dào)正交的(de)圓截面(miàn),近似認(rèn)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(xià)遊斷面(miàn)定義爲(wei)Plane2即爲下(xia)遊取🚶壓(yā)口斷面(miàn)⭐,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(shang)下遊各(ge)取10個截(jie)面位置(zhi),截面🔴位(wèi)置編号(hao)自孔闆(pǎn)至上下(xià)遊分别(bié)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(shàng)下遊不(bú)同斷面(miàn)上的平(ping)均相對(duì)壓力之(zhi)差并計(jì)算💋處👈理(lǐ),作爲孔(kǒng)闆的差(chà)壓繪制(zhi)差壓曲(qǔ)線。其中(zhong)上遊斷(duàn)面壓差(cha)是指💜固(gù)定下遊(yóu)斷面至(zhì)孔闆中(zhong)心孔絕(jué)對距離(lí):27200+0.5D=27510.5mm,而上遊(yóu)斷面距(jù)孔㊙️闆中(zhōng)心孔距(jù)離如表(biǎo)2中Plane1中x1數(shù)值。下遊(yóu)斷面差(cha)壓是指(zhi)固定上(shàng)遊斷面(mian)至👈孔闆(pǎn)中心孔(kǒng)絕對距(ju)離‼️:27200-D=26579mm,上遊(yóu)斷面距(jù)中心孔(kǒng)距離如(ru)表2中Plane2中(zhōng)x2數值。其(qi)中用距(jù)孔⛹🏻‍♀️闆中(zhōng)心絕對(dui)距🐆離27200-D=26579mm的(de)截面Planel上(shang)的平均(jun1)壓力和(hé)27200+0.5D=27510.5mm的截面(miàn)Plane2.上平均(jun)壓力之(zhi)差爲基(jī)準值,其(qi)餘平面(mian)上的差(cha)壓除以(yi)此📧基準(zhun)值。然後(hou)繪制上(shang)下遊壓(yā)差相對(dui)值曲線(xiàn),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(duàn)面(.上遊(you)取壓⛱️口(kou))距孔闆(pǎn)距離影(ying)響相對(duì)較小，而(er)受下遊(yóu):斷面(下(xia)遊取壓(ya)口🏒)距孔(kong)🈚闆距離(lí)影💋響較(jiào)大。上遊(yóu)截面1上(shàng)的差壓(yā)隻有5号(hao)截面的(de)89.5%,且這一(yi)數值.不(bú)随流量(liang)的變化(huà)而變化(hua)。X1在(0~0.3)D範✏️圍(wéi)内，随着(zhe)x1距離增(zeng)大截面(mian)上差壓(yā)随之快(kuài)速增加(jiā)。這因水(shui)流遇孔(kǒng)闆阻擋(dang)過流面(mian)積減小(xiǎo),流速增(zēng)大,動能(néng)損失較(jiao)大造成(cheng)的。截面(miàn)3上的差(cha)壓是5号(hao)截面的(de)99.3%,且随着(zhe)距離🐪的(de)增加這(zhe)種增加(jiā)✉️趨于緩(huǎn)慢。截面(miàn)10的🔴差壓(ya)隻是5号(hào)截面💘的(de)100.42%,且差壓(ya)增加值(zhi)基本和(he)距離x成(cheng)線性關(guan)系,增幅(fú)約爲0.1%/D。這(zhe)種增加(jia)主要是(shi)因爲管(guan)道的沿(yán)程阻力(lì)和管道(dao)局部渦(wo)流引起(qi)的水頭(tóu)損失。從(cong)圖中可(kě)以看出(chu)上遊x1(0.05~0.3)D範(fàn)圍内對(duì)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(qǔ)壓口應(ying)在(0.5~1.5)D範圍(wéi)選取,這(zhe)樣既🍓可(ke)以減小(xiao)因流體(ti)收縮,流(liú)速增加(jiā)和沿程(chéng)水頭損(sun)失增加(jia)🍉造成的(de)測量誤(wù)差。從圖(tú)4可以看(kàn)出,下遊(you)斷面差(cha)壓曲線(xiàn)幾✨乎是(shi)開口向(xiang)下的二(er)次曲線(xian)，在3号斷(duan)面出現(xiàn)最大值(zhí)後,随着(zhe)x增加斷(duàn)面差壓(yā)急劇下(xia)💘降。下遊(yóu)斷面1上(shang)的差壓(yā)爲4号斷(duàn)👉面差壓(ya)的90.15%，斷面(mian)10上的🚩差(cha)壓僅爲(wei)4号斷面(mian)的60.17%,這說(shuō)明随着(zhe)x2的增加(jia),水流紊(wěn)态恢複(fú)較慢,後(hòu)面流态(tài)受孔闆(pan)影響較(jiào)大。高速(sù)水流流(liú)過孔闆(pǎn)後,在孔(kǒng)闆中心(xīn)孔區形(xing)成了一(yi)個射流(liu)區,而👅在(zài)壁面附(fu)近形成(chéng)了較大(da)的回流(liu)負壓區(qū)。因水流(liú)的可壓(yā)縮性很(hěn)小，高速(su)水流🛀🏻受(shòu)到前方(fang)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(suo)以管道(dao)壁面附(fù)近負壓(yā)随着x的(de)增加逐(zhú)漸減小(xiǎo)。上下取(qǔ)壓口差(chà)壓🧑🏽‍🤝‍🧑🏻也迅(xùn)速減小(xiao),并趨于(yu)穩定。爲(wèi)了獲取(qu)最大差(chà)壓,下遊(yóu)取壓口(kǒu)應設置(zhi)在距孔(kong)闆中心(xin)距離(0.3~0.5)D範(fan)圍内。
3.2不(bu)同斷面(mian)流出系(xì)數
　　流出(chu)系數C采(cǎi)用Reader-Harris/Gallagher公式(shì)進行計(ji)算，見公(gong)式(2),其是(shi)流量計(ji)算公式(shi)(1)的主要(yao)參數,是(shi)經大量(liang)試驗檢(jian)驗的經(jing)驗公式(shi)。根據不(bú)同斷面(mian)的參數(shu)對每個(gè)斷面的(de)流量系(xì)數進行(háng)計算,結(jié)果見圖(tú)5。

　　從圖中(zhong)可以看(kàn)出3種工(gong)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(da)值後則(zé)不增加(jia);下遊斷(duàn)面的流(liú)出系數(shù)随着x2的(de)增加而(ér)又先減(jian)小後變(biàn)大的趨(qu)🥰勢,且取(qǔ)壓孔斷(duan)面距孔(kong)闆中心(xīn)的距離(lí)對流出(chū)系數影(ying)響更爲(wèi)明顯☔。不(bú)同工況(kuang)下上下(xia)遊✉️斷面(mian)流出系(xì)數最大(dà)值和♌最(zuì)小值及(ji)其比值(zhí)如表3。從(cóng)表3和圖(tú)4中可以(yi)看出流(liu)出系數(shù)和流量(liang)相關性(xìng)🌈比較小(xiao)，流出系(xì)🌏數對下(xià)遊距離(lí)較爲敏(mǐn)感,下遊(yóu)各截面(miàn)上的流(liú)出系數(shu)最大值(zhi)和最小(xiao)值之比(bǐ)爲1.10。下遊(yóu)距離對(duì)✏️流出系(xi)數反應(ying)較爲遲(chi)鈍，上遊(you)📐各截面(mian)上的流(liu)出系數(shù)最大值(zhí)和最小(xiao)值之比(bǐ)爲1.01。

　　從公(gōng)式(2)可以(yǐ)看出,流(liu)出系數(shù)隻給上(shàng)下遊斷(duàn)面的距(ju)離、管道(dào)直徑✨、開(kāi)孔比、流(liu)體雷諾(nuò)數等參(cān)數有關(guān),取壓口(kǒu)距離的(de)🤟不同會(hui)嚴📞重影(ying)響流體(ti)質量流(liú)量的測(ce)量,所以(yǐ)流量孔(kong)闆的安(an)裝時,嚴(yan)格按照(zhao)孔闆尺(chi)寸安裝(zhuang),并根據(ju)取壓孔(kong)的實際(ji)位置适(shi)當修正(zhèng)流出系(xi)數。
3.3不同(tóng)斷面流(liu)量分布(bù)
　　孔闆差(chà)壓法測(cè)流量是(shì)滿管流(liu)體的測(cè)量重要(yao)手段之(zhi)❤️一。其測(cè)量👉原理(lǐ)是測量(liàng)孔闆前(qian)後産生(shēng)的壓差(cha)，通❤️過近(jin)似經驗(yàn)公式進(jin)💃🏻行計🌈算(suan),求得體(tǐ)積或者(zhe)質量流(liu)量。具體(tǐ)計算見(jiàn)式(1)至式(shi)(3)。本文通(tong)過CFX進行(háng)管道内(nei)流體叠(die)代計算(suàn)🛀🏻,然後選(xuan)取不同(tong)斷面🔴差(cha)壓,帶人(rén)⭐式(1)至式(shì)(3)計算公(gōng)式進行(háng)計算,用(yòng)上遊斷(duan)面6和下(xia)遊斷面(mian)4計算的(de)流量作(zuò)爲基準(zhǔn)📞值,其餘(yú)斷面計(ji)算的流(liú)量除以(yǐ)此值🐆，并(bing)繪制流(liu)量曲線(xian)㊙️如圖6。

　　從(cong)圖6中可(ke)以看出(chū)流量曲(qu)線的分(fèn)布和差(cha)壓曲線(xian)的🔴分🔴布(bu)基㊙️本👣一(yi)緻,下遊(yóu)1-3号斷面(mian)計算出(chu)的流量(liàng)較上遊(you)相應斷(duàn)面明顯(xiǎn)偏大,這(zhè)是因爲(wèi)流出系(xì)數下遊(yóu)斷面🛀🏻明(ming)顯偏大(da)導緻的(de)。随着下(xia)遊斷♍面(mian)x2的增加(jia),不同斷(duan)面計算(suàn)出的流(liú)量明顯(xiǎn)減小，由(you)于⁉️流出(chū)系數對(dui)流量有(yǒu)一定的(de)修訂作(zuò)用，所以(yǐ)流量下(xià)降幅值(zhí)及梯度(dù)并沒❄️有(yǒu)差壓減(jian)小的👨‍❤️‍👨那(na)麽明顯(xiǎn)。流量🌂最(zuì)小值是(shì)最大值(zhí)的🙇🏻82.2%,僅下(xià)降了18%左(zuǒ)右。斷面(miàn)10随着差(chà)壓的減(jiǎn)小，流量(liang)不但沒(mei)🌐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(xi)數對流(liu)量的計(jì)算起到(dao)了決定(ding)性作用(yong)。因此計(ji)算公式(shì)(2)不但對(dui)孔口比(bǐ)、管道内(nèi)徑、雷諾(nuò)數、孔闆(pǎn)直徑有(yǒu)一定的(de)限制要(yao)求,其對(duì)下遊取(qǔ)壓口距(jù)離也有(you)--定的限(xian)制要求(qiú)。據計算(suan)結果,配(pèi)合斷⭐面(miàn)差壓曲(qǔ)線和流(liú)量公式(shì)來看，上(shang)遊取壓(ya)口易設(shè)置在(0.8~1)D範(fan)圍内,而(er)下遊取(qǔ)壓口易(yì)設置在(zai)(0.3~0.5)D範圍内(nèi)。
3.4固定斷(duàn)面流量(liang)分布
　　選(xuǎn)取典型(xíng)斷面分(fèn)析其内(nei)部流量(liang)分配和(he)斷面上(shàng)的流态(tai)💜。上📞遊取(qu)壓口選(xuan)擇在D處(chù),下遊取(qu)壓口選(xuan)擇在0.5D處(chu)。将斷面(mian)沿直徑(jìng)方向均(jun)分爲10份(fen),分别計(ji)算各斷(duàn)面上的(de)流量，從(cóng)管道中(zhōng)心向邊(biān)緣一次(cì)編号♌爲(wèi)1至10。計算(suàn)每個圓(yuán)環斷面(mian)流量占(zhàn)管道流(liú)量🏃🏻的百(bǎi)分數,并(bing)繪制流(liú)量曲線(xiàn)，如圖7。典(dian)型斷面(miàn)爲上遊(you):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(duàn)面流量(liàng)分布較(jiào)爲均勻(yun)，與管道(dào)直㊙️徑呈(cheng)線性關(guan)系,壁面(mian)附近的(de)10号斷面(miàn)流量出(chu)現下降(jiàng),這是因(yin)爲由于(yu)壁🧑🏽‍🤝‍🧑🏻面粗(cu)糙度和(he)壁面的(de)摩擦減(jiǎn)了環形(xíng)斷面🔞_上(shang)的過流(liu)能力。從(cong)流量分(fèn)布曲線(xiàn)可以看(kàn)出孔闆(pǎn)上遊水(shuǐ)👌流流态(tài)較爲穩(wen)定且,無(wú)明顯的(de)局部水(shui)頭損🔅失(shī)。下遊斷(duan)面流量(liàng)分布失(shi)去了均(jun1)勻性⭕,出(chū)現了明(míng)顯的回(hui)流現象(xiang)，且流量(liang)集中分(fen)布在👣(0.3~0.6)D的(de)圓環面(mian)積内,4個(ge)環形斷(duàn)面占整(zhěng)個流量(liàng)❓了的91.35%。下(xià)遊斷面(miàn)👨‍❤️‍👨1-4号圓環(huán)斷面流(liú)量與🔞管(guan)道直徑(jing)程線性(xing)關💛系,且(qie)斜率是(shi)上遊斷(duàn)👨‍❤️‍👨面斜率(lü)的3.5倍。這(zhe)是因🌏爲(wei)水流經(jīng)過孔闆(pǎn)收縮後(hou)的水流(liu)流速增(zeng)加，單位(wèi)面積上(shàng)的過流(liú)能力增(zēng)強。直徑(jìng)爲0.5D圓環(huán)斷面以(yǐ)後的斷(duàn)面流量(liàng)随着半(ban)徑增加(jia)而急劇(jù)減小，這(zhe)是因爲(wei)孔闆開(kāi)孔比爲(wei)0.635446,且受水(shuǐ)流🧑🏽‍🤝‍🧑🏻收縮(suo)效應的(de)影響,0.5D以(yǐ)後斷面(mian)水流流(liu)速明顯(xiǎn)減小，過(guo)流能力(lì)受到限(xian)🎯制所⁉️緻(zhì)。下遊斷(duan)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(liu)流量增(zēng)大,形成(chéng)了孔闆(pǎn)後✉️下遊(you)斷面的(de)💔渦流負(fu)壓區，給(gei)差壓測(ce)量創造(zao)了條件(jiàn)。　　3種工況(kuàng)的流量(liang)分布趨(qū)勢基本(běn)一緻,3種(zhǒng)工況各(gè)自的回(huí)流總量(liang)在15.6%左右(you)。以下遊(you)典型斷(duan)面爲起(qǐ)點，繪制(zhì)三維流(liú)線圖和(hé)典型斷(duan)面上的(de)流速分(fen)布圖，如(ru)圖8。

3.5管壁(bi)壓力分(fen)布
　　爲了(le)衡量取(qǔ)壓口的(de)位置選(xuan)取是否(fou)合理,本(běn)文取出(chu)了管壁(bi)附近管(guan)道相對(duì)壓力，并(bing)繪制曲(qǔ)線如圖(tú)9。上下遊(you)特征斷(duan)面沿直(zhí)徑方向(xiàng)平均分(fen)爲600份，爲(wèi)了使結(jié)果具有(yǒu)代表性(xing)，取最外(wai)側壁面(mian)附近圓(yuán)環(1/600管道(dao)内徑).上(shàng)🏃的平均(jun)相對壓(yā)力作爲(wei)壁面壓(ya)力。上下(xia)遊各取(qu)10個斷💛面(mian)，從上遊(you)對斷面(mian)進行編(biān)🔱号依次(cì)爲1至19号(hao)斷面。

　　從(cong)圖9中可(ke)以看出(chu)工況1上(shang)遊斷面(miàn)壓力在(zài)8号斷面(miàn)相對⛹🏻‍♀️壓(yā)力出現(xiàn)明顯的(de)下降趨(qū)勢，而工(gōng)況2和工(gong)況3則明(míng)顯有上(shang)升😍趨勢(shì)。大流量(liang)工況随(sui)着雷諾(nuo)數的增(zēng)大管道(dao)混合邊(biān)界層減(jian)小，且混(hùn)合邊界(jiè)層中的(de)層流邊(biān)界🈲層減(jian)小，因此(cǐ)壁面流(liu)速較大(da)，相對壓(yā)力減小(xiǎo)的緣故(gù)。而正常(chang)工況和(he)小流量(liàng)工⁉️況混(hùn)合邊界(jie)層較厚(hou),壁面🎯流(liu)速減小(xiao)，相對壓(ya)力增大(da)。下遊管(guǎn)道壁面(mian)相對💰壓(ya)力随着(zhe)x2的增💁加(jiā)，負壓逐(zhú)漸增大(da)，且大流(liú)❤️量工況(kuang)這種增(zēng)加幅值(zhí)更加明(ming)顯，而🏃🏻正(zheng)常工況(kuang)和小流(liu)量工況(kuàng)則趨🔞于(yu)平緩。12号(hào)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(wei)随着x2的(de)增加水(shui)流的過(guò)流面積(jī)逐漸增(zēng)大，斷面(miàn)的平均(jun1)流速減(jian)小，根據(ju)能量守(shǒu)恒定律(lü)和伯🚶努(nǔ)利㊙️方程(cheng)可知，管(guan)道壁面(mian)的相對(duì)壓力增(zeng)加，流量(liàng)越大這(zhe)種現🌍象(xiang)越明顯(xiǎn)。爲了獲(huo)得最大(da)的測量(liang)壓差所(suǒ)以取壓(yā)孔應設(shè)㊙️置在🛀上(shang)遊最大(dà)壓力和(he)下遊最(zui)小壓力(lì)處。
4結論(lùn)
(1)爲了獲(huò)取最大(da)測量差(cha)壓和提(ti)高差壓(ya)法流量(liàng)測量🙇🏻的(de)精度，取(qǔ)壓孔應(ying)設置在(zài)上遊最(zuì)大壓力(lì)和下遊(you)最小壓(yā)💁力處，且(qiě)下遊取(qǔ)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(zhi)在距孔(kong)闆中心(xīn)距離(0.5~1.5)D範(fan)圍。
(2)取壓(yā)孔距離(li)的不同(tong)會嚴重(zhòng)影響流(liú)體質量(liàng)流量的(de)測量精(jīng)度，所以(yi)流量孔(kong)闆在安(ān)裝時，嚴(yán)格按照(zhào)孔闆尺(chi)寸安裝(zhuāng)🔴，并根✏️據(ju)取壓孔(kǒng)👅的實際(jì)位置适(shi)當修正(zhèng)流出系(xi)數。
(3)典型(xíng)斷面的(de)下遊斷(duan)面存在(zai)明顯的(de)回流現(xiàn)象,形成(chéng)🐆一⛷️定📱的(de)負壓，爲(wei)差壓測(ce)量創造(zào)了條件(jian)，且回流(liu)量占管(guan)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(guǎn)道内流(liu)體🌏的流(liú)🎯動⭐狀态(tài)，求解出(chū)任意質(zhì)點速度(dù)、壓力、流(liú)量能量(liang)等參數(shu)。
(5)由于流(liú)量計計(jì)算模型(xíng)造成測(cè)量誤差(chà)的客觀(guan)存在，可(kě)以借助(zhu)CFX和一元(yuán)線性回(huí)歸方程(cheng)對不同(tóng)流量下(xia)差壓法(fa)測流量(liang)進行線(xian)性修正(zhèng)。

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