分體結(jié)構(gòu)均速管流量傳感器的數(shù)值仿真與實驗研究.pdf

1、均速管流量傳感器廣泛應(yīng)用在大口徑流量測量,優(yōu)勢包括以下幾方面:結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,拆裝快捷(且適用于不斷流拆裝),維修簡便;壓損小,節(jié)能;準(zhǔn)確度高,長期運(yùn)行穩(wěn)定性好。隨著目前工程規(guī)模擴(kuò)大,均速管流量傳感器測量管徑也在增加。隨之而來的問題便是,傳統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)大口徑均速管流量傳感器加工困難。本文通過新型結(jié)構(gòu)均速管構(gòu)思、CFD仿真與實流實驗做了以下幾方面內(nèi)容的研究。
　　提出并設(shè)計了分體結(jié)構(gòu)均速管流量傳感器。它包括前、后兩個獨(dú)立的取壓檢

2、測桿;兩個檢測桿之間放置導(dǎo)流板;兩個檢測桿和導(dǎo)流板通過捆綁環(huán)裝配在一起,形成傳感器整體。
　　在分體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上提出了5種截面形狀。通過CFD仿真,對這5種截面形狀進(jìn)行了二維仿真分析,選擇性能較優(yōu)的截面形狀進(jìn)行了三維仿真分析,以驗證二維、三維仿真的一致程度。加工樣機(jī)并對方案4、方案5進(jìn)行了實驗測試。從仿真與實驗結(jié)果得出,在5~30m/s流速范圍內(nèi),測量氣體流量,方案4分體結(jié)構(gòu)均速管流量傳感器的儀表系數(shù)為0.587,線性度為1.210

3、％;方案5的儀表系數(shù)為0.592,線性度為0.534%。通過二維與三維仿真流場分析,發(fā)現(xiàn)均速管檢測桿下游的漩渦寬度、長度,對傳感器儀表系數(shù)線性度有較大影響。漩渦寬度與漩渦長度越大,儀表系數(shù)線性度越好。
　　本文研究了總壓取壓孔與來流方向分別向左與向右偏轉(zhuǎn)3°、5°與7°,對均速管流量傳感器測量性能的影響。經(jīng)實驗驗證,在總壓取壓孔與來流方向分別向左與向右偏轉(zhuǎn)3°、5°與7°時,儀表系數(shù)相對正常安裝時相對偏差小于3%,線性度誤差相對正