旋进旋涡流量计具有以下特点:
(1)量程比≥1:15,电路采用表面贴装技术,结构紧凑。液晶屏显示标准体积流量、总体积、温度、压力和电池容量,显示清晰直观,读数方便。
(2)采用微功耗、高功耗技术,内外电源均可使用,内置电池可连续使用五年。整机功耗低,具有防爆功能,可用于油气集输站场。
(3)采用微处理器和现代滤波技术,软件功能强大,性能优越;具有485通讯和(4~20ma)模拟及脉冲信号输出,便于集中控制和自动管理。
流体力学控制方程和湍流模型
旋进旋涡流量计的流体动力特性可以用流体力学基本方程描述如下.
连续性方程与动量方程[13,14]:
流量计内部为湍流流动,需引入湍流模型.标准的k-ε湍流模型用于强旋流或带有弯曲壁面的流动时,会出现一定失真,因此本文选用RNGk-ε湍流模型.湍流模型和相关方程在文献[11]中有详细说明,感兴趣的读者可参考这篇文献.图4为流量计物理模型,计算区域总长度为447 mm,网格划分采用的是非结构化混合网格,在局部流动复杂部分对网格进行加密.网格数大约为80万.在旋进旋涡流量计的流通管道上设置五个压力检测截面1,2,3,4,5.截面1位于扩张段的中部,截面2位于扩张段上游5 mm处,截面3位于扩张段上游10 mm处,截面4扩张段上游15 mm处,截面5位于扩张段下游5 mm处.分别在每个截面距壁面6 mm处设置对称两点作为压力脉动信号采集点.
旋进旋涡流量计又名为旋涡流量计,其工作原理是利用有规律的旋涡剥离现象来测量流体流量的。具体的就是通过在管道中垂直于流体流动方向插入一根非流线形的阻流体(也叫旋涡发生体),在流体的雷诺数到达规定的数值时,流体便会在阻流体两侧交替地分离并释放出两列规则的交错排列的旋涡涡街,在一定的流速范围内,旋涡的分离频率正比于流量。
如果设两列旋涡间的距离为h,同列相邻两个旋涡间的距离为L,则当h/L=0.281时,所产生的旋涡是周期性和稳定的。此时,对于图1所示圆柱形旋涡发生体产生的旋涡,其单侧频率f可表示为:f=St·(1)
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