摘要(yào):針對天(tiān)然氣回(hui)流工況(kuàng)對孔闆(pǎn)流量計(jì) 上下遊(yóu)截面壓(ya)力的影(ying)響問題(ti)，依據現(xian)場數據(jù)，采用solidworks軟(ruǎn)件建立(li)⛱️DN150标準孔(kong)闆流量(liàng)計幾何(he)模型，基(jī)于CFD軟件(jiàn)對此狀(zhuang)态下孔(kong)闆流量(liang)計内部(bu)流場進(jin)行數值(zhi)模拟分(fèn)析。研究(jiū)發現:管(guǎn)内天然(ran)氣回流(liu)工況越(yuè)📱嚴重，對(duì)孔闆流(liú)量計上(shang)下遊截(jié)面壓力(lì)變化影(yǐng)響越大(dà)。随着管(guan)輸量的(de)增加，回(huí)流程度(du)逐漸平(ping)緩，孔闆(pǎn)處流動(dong)幾乎不(bu)受上遊(you)回流渦(wō)旋的影(ying)響，上下(xià)遊截面(miàn)壓力變(bian)化幅度(du)較爲穩(wěn)定，對孔(kong)闆流量(liàng)計精度(dù)影響也(yě)随之降(jiàng)低。
　　目前(qian)，孔闆流(liu)量計相(xiàng)對于其(qí)它流量(liang)計具有(yǒu)結構簡(jian)🙇🏻單、耐用(yòng)可靠和(hé)維修便(biàn)利等優(you)勢，已經(jing)成爲天(tian)然氣行(hang)業使用(yong)最頻繁(fán)的--種流(liú)量計量(liang)設備。但(dan)是在城(chéng)市天然(rán)氣配送(song)管網中(zhōng)，客戶用(yong)氣🚩量差(chà)異無法(fa)消除田(tian)。尤其在(zài)用氣高(gāo)峰期，輸(shū)氣站内(nei)彙管相(xiang)連的各(ge)供氣🙇🏻支(zhī)路相互(hu)影響最(zuì)爲嚴重(zhòng)。主要體(ti)現在☁️:由(yóu)于大流(liu)量供氣(qi)支路的(de)管輸量(liang)遠遠高(gāo)于小流(liu)量供氣(qi)支路的(de)管輸量(liàng)，在🧡彙管(guan)的特殊(shu)構造下(xia)，導緻大(dà)流量供(gòng)氣支路(lù)🚶在輸氣(qì)過程中(zhōng)會迫使(shi)小流量(liang)供氣支(zhī)路在彙(huì)管連接(jiē)處發生(shēng)天然氣(qì)回流工(gōng)況，造成(cheng)管内天(tiān)然氣流(liu)動工況(kuang)不穩定(dìng)，渦旋加(jiā)劇。從而(er)影響與(yǔ)小流量(liàng)供氣支(zhī)路相連(lian)的👉孔闆(pǎn)流量計(ji)上下遊(yóu)壓力，瞬(shun)間出現(xiàn)壓力波(bō)動，計量(liàng)精度降(jiàng)低，無法(fǎ)較好的(de)完成計(jì)量任務(wu)。本文依(yī)據某輸(shu)氣站供(gòng)氣支路(lu)發生天(tian)然氣回(huí)流工況(kuàng)的現場(chang)數據，基(jī)于CFD軟件(jiàn)4，對回流(liú)狀✉️态下(xià)的孔闆(pan)流量計(jì)内部流(liu)場進行(háng)系統分(fèn)析🌈，得到(dao)不同天(tian)然氣回(huí)❗流工況(kuàng)對孔闆(pǎn)流量計(jì)上下遊(you)壓力的(de)影🏃‍♀️響規(gui)律，同時(shí)提出較(jiào)爲合理(lǐ)的解決(jué)方案🐇。
1模(mó)型建立(lì)
　　孔闆流(liú)量計計(ji)量原理(li)如圖1所(suo)示。孔闆(pan)前後取(qu)截面1和(hé)2,根據兩(liǎng)截面壓(yā)差換算(suan)出某一(yi)時刻天(tian)然氣流(liú)量。

　　本文(wén)使用DN150标(biāo)準孔闆(pǎn)流量計(ji)幾何尺(chǐ)寸，采用(yòng)solidworks軟件建(jian)立♍三維(wei)實👣體模(mo)型，利用(yong)ICEM-CFD軟件劃(hua)分網格(ge)，壁面設(shè)置4層邊(bian)界層，比(bi)例爲1.0。整(zheng)體♉網格(gé)劃分在(zài)保證計(jì)算精度(dù)的前提(ti)下，盡量(liàng)提高計(ji)算效率(lü)。選☂️取結(jie)構化網(wǎng)格劃分(fèn)并在孔(kǒng)闆與管(guǎn)道連接(jie)處作加(jiā)㊙️密處理(lǐ)，最終得(dé)到計算(suàn)網格如(rú)圖2所示(shì)。
 
　　基于Fluent-CFD軟(ruan)件，邊界(jiè)條件爲(wèi)(velocity-inlet)入口,值(zhi)取10m/s，和(outlow)出(chū)口，采用(yong)RANS氣體狀(zhuàng)态方㊙️程(chéng)，RNGk-ε湍流模(mo)型，對流(liú)離散格(gé)式爲2階(jie)迎風格(ge)式，算法(fa)采用耦(ǒu)合求解(jie)。從而數(shu)值求解(jie)天然氣(qì)回流狀(zhuàng)态下孔(kǒng)闆流量(liàng)計内部(bù)流動特(te)征。
2計算(suàn)分析
　　某(mǒu)輸氣站(zhan)供氣實(shi)況發現(xiàn)，由于彙(hui)管結構(gou)的影響(xiang)因素，當(dāng)小流量(liang)供氣支(zhī)路管輸(shu)量占比(bǐ)總流量(liang)10%時，必然(rán)☔産生回(hui)流🔞工況(kuang)且管🍉輸(shu)量越小(xiao)回流程(chéng)度越嚴(yan)重。因此(ci)分析小(xiǎo)流量供(gòng)氣支♋路(lu)管輸量(liang)分别占(zhàn)比總流(liu)量2%、4%、6%、8%、10%時，天(tiān)然氣回(huí)流工況(kuàng)對孔闆(pan)流💋量計(ji)上下遊(yóu)截面壓(yā)力的影(yǐng)響程度(du)。經計算(suàn)得到不(bú)同輸量(liàng)下孔闆(pan)流量計(jì)，上下遊(yóu)截面壓(yā)力随軸(zhou)線距離(li)的變化(huà)，如圖3所(suo)示。
 
　　由圖(tu)3可知，一(yī)開始，天(tiān)然氣回(hui)流工況(kuàng)明顯，通(tōng)過孔闆(pan)❗流量計(jì)的天然(ran)氣流量(liàng)很小，流(liu)速很低(di)，導緻孔(kǒng)闆流‼️量(liang)計🛀🏻上下(xià)👈遊截面(miàn)處🐇形成(cheng)渦旋，壓(yā)力變化(hua)幅度較(jiào)大，流動(dong)極不均(jun)勻。當管(guǎn)輸量爲(wei)2%時，孔闆(pǎn)流量計(jì)上下遊(yóu)截面壓(yā)力随軸(zhou)線距離(lí)變化程(cheng)度尤爲(wèi)劇烈。随(suí)着管輸(shu)量逐漸(jian)增加，孔(kong)闆處的(de)流動逐(zhú)漸變得(dé)較爲均(jun)勻，但仍(réng)然受到(dao)上遊回(hui)流渦旋(xuan)的影響(xiǎng)，直接導(dao)緻孔闆(pan)流量計(jì)入🈲口和(hé)出🔱口截(jié)面壓力(lì)随軸線(xian)距離變(biàn)化幅度(dù)較大。當(dāng)流量接(jiē)近臨界(jiè)值時，孔(kong)闆處🈲的(de)流動逐(zhu)漸變得(de)均勻，孔(kong)闆流量(liang)計入口(kou)和出口(kou)截面的(de)壓力變(biàn)化幅度(dù)較爲穩(wěn)定，幾乎(hu)不受，上(shang)遊回流(liu)渦旋的(de)影響。
3結(jie)論
　　研究(jiū)發現，随(sui)着管内(nei)天然氣(qì)回流工(gong)況越嚴(yan)重，對孔(kǒng)闆流量(liàng)計上下(xia)遊壓力(li)變化影(yǐng)響程度(dù)加劇，進(jìn)而對孔(kong)闆流量(liang)計計量(liàng)精度影(ying)響也越(yuè)大。随着(zhe)管輸量(liang)上升，管(guan)内天然(ran)氣回流(liú)工況趨(qu)于平緩(huan)，對🚩孔闆(pan)流量計(ji)上下遊(yóu)壓⭕力變(biàn)化影響(xiǎng)程度逐(zhu)漸降低(di)，孔闆流(liu)量計計(jì)量誤差(cha)迅速減(jian)小。因此(ci)，建議在(zai)城市天(tian)然氣配(pei)送♋管網(wǎng)中的小(xiao)流量供(gòng)氣支路(lù)上遊單(dān)獨安裝(zhuang)調🈲壓閥(fa)或止回(hui)閥✨，可以(yi)較🚩好的(de)阻止天(tian)然氣回(hui)流工況(kuang)的發生(shēng)，從而較(jiào)大程度(dù)上降低(di)對孔闆(pǎn)流量計(jì).上下遊(yóu)截面壓(ya)力變化(hua)的影響(xiang)，提高計(ji)量精度(du)。

本文來(lái)源于網(wǎng)絡,如有(yǒu)侵權聯(lian)系即删(shān)除！