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多孔孔板节流孔布局方式及结构参数
作者:于老师 时间:2017-04-18 浏览: 75

多孔孔板流量计是一款具有整流效果的新型差压式流量计,其结构、性能与孔板整流器之间存在诸多的相似之处。在结构上,两者的都是在一定厚度的板片上分布多个节流孔的节流件。在性能上,多孔孔板与孔板整流器同样需要抑制漩涡流和调整流速分布,从而降低能量消耗、提高测量精度、缩短直管段长度。对于多孔型节流件而言,其性能的影响因素众多,如节流孔的布局方式、节流孔形式、节流孔之间的间距、节流孔直径、孔板厚度等,因此选择合适的结构形式是优化设计、提高性能的前提。孔板整流器发展历史较长,取得了丰富的研究成果,对确定多孔孔板的基本结构具有重要的参考价值。

1、 孔板整流器介绍

为了缩短直管段长度、节省空间与成本,并且降低弯头、阀门、渐缩管、渐扩管等扰流件对流量计计量性能的影响,科研工作者对流动整流器做出了大量的研究工作,并取得了丰富的研究成果。在所有整流器中,孔板整流器的类型最为丰富,在工业中应用较为广泛,主要有MHINELLaws整流器等类型[35],孔板整流器基本结构如图1所示,从图中可以看出Laws型孔板整流器的节流孔布局方式简单,节流孔个数最少,易于加工。

  

                                              (a)MHI                                                        (b) NEL  

(c)Laws

1 孔板整流器的结构示意图

 

由于孔板整流器的结构不同,其整流效果也有所区别,LawsSanderson等、E PSpearman等、Th.Schlüter等、Andrea Frattolillo等、LaribiB等、Xiong W等,利用数值计算和实验对不同结构的孔板整流器的整流效果进行比较,研究结果表明:Laws型多孔整流器在抑制漩涡方面表现突出,对来流的扰动表现不敏感,速度剖面恢复速度优于MHI整流器、与NEL整流相当或稍微逊色。

鉴于Laws整流器结构简单以及整流性能上的优异表现,本研究参照Laws整流器的节流孔布局方式来设计多孔孔板。Laws整流器由三层节流孔组成,中心孔的直径最大,向外依次缩小,每一圈上的节流孔沿轴向对称等距布置,如图1(c)所示。

2、 结构参数

       为了获得明显的差压信号以及减少结构参数便于研究,本研究设计的多孔孔板结构为中心节流孔+单层环状排列孔,如图2所示。图中,为孔板厚度,为环状排列孔与中心节流孔圆周上的最小距离,为相邻环状排列孔圆周上的最小距离,为中心节流孔直径,为环状排列孔直径,为环状排列孔圆心所在圆的直径,各参数之间的关系式如式(1)所示。多孔孔板不但结构参数较多,而且各参数之间相互关联,为优化多孔孔板的结构带来较大的难度,因此需要利用数值计算和实流实验相结合的方法揭示流量计内部流场机理,分析各个参数对内部流场的影响规律,从而确定节流孔的具体布局参数并对结构进行优化。

                                   1



式中,为环状排列孔的个数。


2 多孔孔板流量计结构示意图


                                                                                                 未经授权,请勿转载

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