彎管流量計水流特性的數值模擬及流量系數的試驗研究.pdf

1、本文分別對4種不同管徑、3種不同彎徑比的90°圓形彎管流量計進行試驗研究。根據自由渦旋理論、強制渦旋理論和實測結果,研究了流量系數隨彎徑比和彎管直徑的變化規(guī)律,得出了流量與壓差的關系。試驗表明,在彎徑比一定的情況下,流量系數隨管徑而變,并非常數。 本文研究了雷諾數對流量系數的影響。研究表明,雷諾數和流量系數的關系是比較復雜的,受到彎徑比、管徑大小和來流量影響。當管徑較大,雷諾數大于2×105時,流量系數隨雷諾數幾乎不變化；當雷諾

2、數小于2×105時,流量系數隨著雷諾數的減小而減小。當管徑較小、雷諾數較小時,尚未發(fā)現流量系數隨雷諾數減小而減小的規(guī)律。因此,在小雷諾數時,流量系數的變化規(guī)律仍需要進一步研究。 本文采用國際大型通用軟件FLUENT軟件為計算平臺,利用RNG k-ε湍流模型,研究了彎管徑向的壓強分布、彎管內外壁壓強沿程分布和彎徑比對壓強的影響,求得了不同管徑、不同彎徑比情況下流量與壓差的關系。計算結果表明,除個別斷面計算值與實測值有較大差別外,其

3、余大部分斷面計算結果與實測結果基本一致。求得了流量與流量系數的關系。計算結果表明,對于一定的管徑和彎徑比,流量系數基本為一常數,這和試驗結果是一致的。根據計算結果和試驗結果對比,得出了不同管徑、不同彎徑比情況下測流的最佳斷面。 研究表明,彎管內流速變化沿徑向有一極大點。極大點位置始終在彎管內側與中心軸線之間。三維數值模擬表明,速度最大值逐漸向外側偏移。最終在θ=65°斷面,速度最大值等值線分離,形成兩條獨立的最大值等值線,并且隨