水平式安装金属管浮子流量计的仿真与实验研究

1、    水平式安装金属管浮子流量计的仿真与实验研究    王孟军摘 要：通过在水力学上设计流体传感器的方法，实现了在一个适合特殊设计的水平管上安装的部分流量场的模拟。第二个模拟模型是创建游戏软件，使用游戏保障来创建游戏程序，控制力量平衡和计算密度。与数字模拟和物理实验的结果不同，浮动误差的绝对值为2.01%，数据误差的绝对值为0.70%，这证实了模拟结果的准确性。与此同时，通过模拟流动性设备的信息，进一步优化了移动机器的结构，并解决了在高水平管道中金属流动的富流振动问题。关键词：金属管浮子流量计；水平式安装；数值仿真；流量传感器设计方法；结构优化：th8

2、14 ：a ：1671-2064（2019）05-0080-020 前言金属管浮子流量计是一种传统的变截面流量计，具有结构简单、工作可靠、压力损失小且稳定、可测低流速介质等诸多优点，广泛应用于测量高温、高压及腐蚀性流体介质，由其测量原理决定，它一般需竖直安装.但是，在某些特定的工业应用中，需要使用水平安装浮子流量计，其测量原理虽与经典的竖直型浮子流量计相同，但它却是一种可以安装于水平管道的特殊结构的浮子流量计。一般对浮子流量计的经典研究是根据伯努利方程进行的，在推导浮子流量计流量测量公式时忽略了粘性应力项，而该项的作用实际上是存在的；传统流量计的设计要通过实验来检验和修正设计图纸，这样不仅延长

3、了设计周期而且增加了设计成本。基于上述两点原因，在设计水平式安装浮子流量计时为了深入了解浮子流量传感器的工作机理，引入了计算流体力学，即cfd技术，对传感器流场进行数值模拟，通过对仿真及实验结果进行分析来评价初样设计，优化流量传感器的结构参数，使流量传感器的设计更加精确，并提高了设计效率。1 平面金属管流量计原理需要考虑水平的流量计、测量介质-20，水质要求直径（项目）流量计口径测量范围从1到10m3/h，规模比10：10.9，物体50mm期间1.0流量系数经验值。如图1所示，水平金属管状浮筒截面。2 数值模拟2.1 模型的创建为了研究水平金属管状浮子的特性，当它们到达通量极限时，创建了一个三

4、维流场模型，图2显示。这是一个专门为控制台设计的模型。gambit是一款专门针对cfd的软件，完全几何修改。2.2 模拟计算条件使用种子模拟数据传感器内的动力学。在一些领域，优化计算速度、稳定、密度等，有效地解决不同领域复杂计算问题。mhs文件是flant读取的网络文件。如表1所示，佛罗伦萨的适当计算条件。流体介质密度为998g/m3。在zk中，粘度为0.0003pa。比热4182j/kg更热。金属管部分由不锈钢组成，该不锈钢定义了cs21的原始常数k=0.04。进入速度是平均的。2.3 精确计算控制计算精度由浮力平衡控制，由浮力平衡控制。fluent电压分析提供了fy压力和调频粘度的净力，以

5、及遵循公式的两股力量的联合力量。根据初始设计草图可以计算出浮子的重力大小，浮子的受力平衡度为这里设定当浮子受力平衡度<5%时，认为浮子受力达到平衡，此时停止计算。3 结果模拟和实验室结果分析通过改变通量系数，通过改变这些通量，通过调整进出口条件，一些调节因素形成了力量平衡。一般数据传输系数在0.9到1.0之间显示5个数据，包括5组数据的边界值。第5条数据分析是压力场和速度场的分布，旨在平衡浮子之间的关系。3.1 分析压力场在收集、中子图和压力图等压力传感器上的压力场后，左右轻柱表示压力从大到小，分析如下：（1）压力高于传感器场以下的压力。（2）最大直径，下游压力最小。（3）当最大直径为负

6、时，电流中的压力梯度会增加。（4）内置管的垂直基座压力最大。（5）最大浮力直径上和下的压力差异是保持浮力的主要力。当波动发生在更广泛的流中时，压力下方的不对称就会发生。3.2 快速场分析在迭代收敛之后，也有类似厚的图和速度场传感器阵列。（1）左边的柱子显示了它下降的速度。第一个是电流减慢的速度，第二个是由于电流的变化，特别是涡流，有效地减少了电流的面积，压缩了液体和墙壁，增加了速度。（2）外部直线在左下角的速度较慢，主要是因为进入右下角的压力较低，出口压力较低，液体流向出口。（3）对于最小的负切口，回路的速度差别很大。3.3 仿真过程该过程需要解释的几点如下所示：（1）因每个模型入口流速的准确

7、值未知，是根据经典流量公式计算的一个假设的流量，因此仿真最终结束的判断依据为浮子受力平衡的程度，即通过检查仿真结果，对浮子进行受力分析，距离受力平衡点误差小于10%时，认为达到计算精度，仿真计算结束。当误差大于10%，首先考虑改进该模型的网格精度，左侧方案1；当网格精度改进到一定程度后误差仍大于10%，可修正入口条件（主要指入口流速，其余条件可相应计算调整），右侧方案2，直到满足计算精度。（2）利用simple算法计算时，每次计算迭代次数为500次，当不足500次simple算法就已经达到收敛精度（10-4）时，程序自动结束，此时可检查计算结果；当迭代次数大于500次仍未收敛时，停止计算，此时

8、需重新检查网格状况和边界设定，进行网格的合理剖分和邊界的合理设定。实践证明，网格布置的恰当与否会直接影响收敛速度和收敛结果，不合理的网格布置将导致计算发散或者结果不正确。3.4 物理实验和结果分析为了进一步测试传感器场模拟的结果，需要进行物理实验。根据蓝图设计模型，然后再加工，添加工具来显示流程，并测试标准设备。在实验标准表中，标准表选择电子流量计（浓度为0.2）。4 dn80水平式金属管部分传感器结构的优化与仿制从上述对dn50金属管的一些三维压力传感器的分析可以看出，在物理实验中，如果有大量的流量，浮游生物流量计的波动也是由传感器流的变形引起的。在这种量规下，悬式流量计的振动不那么明显，流

9、量计工作正常。但是浮流的振动在很大程度上已经成为一个问题，尤其是在dn80和更高的流量计上。浮向右侧的分量速度特别大，是前流场引起的原因，还有流场的因素后由于右侧传感器的输出，使流体倾向于向右侧流动。此外，由于直管浮子前的构件具有直角弯曲，容易产生二次流，也对浮子构件的受力有很大影响。因此，要降低振动，根本的解决办法是改变传感器的结构参数，优化流场，使浮子周围的应力降至最低。基于以上分析，针对水平管浮子流量传感器结构下提出了几种优化方案：（l）增加整流器，消除或减少涡流的产生，调节流速分布；（2）将前流场的直管连接改为弯管连接，减少涡流的产生和光滑流体的流动，使传感器具有相对稳定的前流场；（3

10、）将垂直直管截面延伸到锥管前面，这也使流体流经整流器后经过较长的适中截面，使流场接近充分发育的速度分布。5 大量数据存储的数据传感器结构优化及结构改善后的模拟记录正如对上述压力场的分析所显示的那样，气流不平衡正在缩小，物理实验产生了由感应器流变化引起的巨大波动流量计。此外，在类的直接能见度范围内，翘曲角也存在，这可能导致第二个气流的产生，并对浮游类的敏感性产生重大影响。因此，降低振动的主要方法是改变传感器结构系数，优化流动性，最大化浮力和力的区别。在结构性改善之后，流动性压力的分布和浮力流动的平衡得到了改善。在结构改进之后，运动场分布的速度相对均匀，特别是在部件周围没有高速，在整流器中使用的整流器使某些商品的电流更加困难。通过物理实验证明，这几个优化程序可以有效地缩小它们之间的差距，并稳定它们。6 结语通过分析上述数据，浮游生物引导者可以对41毫米高的热场进行三维模拟，并获得设计所需的气流上限。这个位置的绝对误差为2.01%，在传感器的物理实验中，通过数据刻度和湍流模拟数据的模拟值与测量值不同，而模拟误差的绝对值为0.7%。因此，浮力的平衡也确定了误差方法模拟计算的精度，从而产生了相对完美的效果。根据理论分析和实验研究，