槽道流量计的原理及特性

1、槽道流量计的原理及特性南京航空航天大学空气动力学系明 晓纺锤体节流件全新的概念：全新的概念： 能使任何复杂的上游流动都能转变成环型槽道流动，从而显著减小或完全能使任何复杂的上游流动都能转变成环型槽道流动，从而显著减小或完全去掉通常流量计对上下游等直段的要求；去掉通常流量计对上下游等直段的要求；先进的方法先进的方法: 以计算流体力学为手段，通过基因算法，优化设计圆管内的节流装置外以计算流体力学为手段，通过基因算法，优化设计圆管内的节流装置外型型纺锤体，使其阻力最小，从而最大程度地减小永久性压力损失纺锤体，使其阻力最小，从而最大程度地减小永久性压力损失:自主知识产权自主知识产权: 专利专利 200

2、4200935326差压式流量计的一般原理124241pdCqv124241pdCqm量纲分析原理0),(1111sdDvppfpp11vD基本量数值模拟nDruu1max2/1Relog66. 1nN-S方程:ijijijijjiifuuxuxxpxuutu)()()(管流速度分布:数值模拟结果槽道:孔板:数值模拟结果(续1)等速度线等压力线数值模拟结果(续2)数值模拟结果(续3) 压力损失比较抗干扰能力抗干扰能力(续1)Velocity profile: v=400y+20 抗干扰能力(续2) 等速度线抗干扰能力(续3) 等压力线弯管内的流动(水)中剖面的速度分布(三维合速度值) 中剖面的

3、压力分布 中部45度截面速度矢量弯管出口截面的速度矢量弯管内的流动(空气)中剖面的速度分布 中剖面的压力等值线弯管中部45度截面速度矢量图弯管出口截面的速度矢量 槽道调整弯管流动弯管和纺锤体附近的速度等值线 槽道调整弯管流动(续1)弯管和纺锤体附近的压力等值线 槽道调整弯管流动(续2)纺锤体后缘横截面的平面速度矢槽道后部横截面的平面速度矢 弯头出口处的二次流纺锤体前缘横截面的平面速度矢 弯头导致的流量误差5103Re压力单位：kPa）流量计类型流量计类型来流来流高压高压低压低压差压差压差压差压变化变化流量流量误差误差槽道规则17.607-40.11057.717-0.43-0.22弯头17.9

4、98-39.47157.469孔板规则77.220-40.326117.556.563.23弯头84.725-40.533125.26注：孔板为角接取压微小变化导致的P变化 errorRe10000200004000080000160000（d-40）/40(D=50)(D-50)/50(d=40)0.5951.80%1.73%1.66%1.62%1.64%0.47%-0.46%0.5961.43%1.38%1.33%1.30%1.31%0.37%-0.37%0.5971.07%1.03%1.00%0.97%0.98%0.28%-0.28%0.5980.71%0.69%0.66%0.65%0.

5、66%0.19%-0.19%0.5990.35%0.34%0.33%0.32%0.33%0.09%-0.09%0.60.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.00%0.601-0.35%-0.34%-0.33%-0.33%-0.33%-0.09%0.09%0.602-0.70%-0.68%-0.66%-0.65%-0.66%-0.19%0.19%0.603-1.05%-1.02%-0.99%-0.98%-1.00%-0.28%0.28%0.604-1.39%-1.36%-1.33%-1.31%-1.33%-0.38%0.38%0.605-1.74%-1.69%-1.66%-1.63%-1.67%-0.47%0.47%偏离0.6后P的相对误差槽道流量计结构流体中有颗粒物质干净流体试验结果中国计量研究院检定结果线性度0.0583中国计量研究院检定结果(续)检定点 不确定度 0.13 0.09