摘要(yao)：爲了(le)提高(gao)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)傳感(gan)器 的(de)計量(liang)性能(neng),利用(yong)仿真(zhen)計算(suan)與實(shi)流實(shi)驗相(xiang)結合(he)的方(fang)式對(dui)多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)傳感(gan)器的(de)結構(gou)參數(shu)對計(ji)量性(xing)能的(de)影響(xiang)進🧑🏽‍🤝‍🧑🏻行(hang)了研(yan)究😍。利(li)用實(shi)流實(shi)驗結(jie)果和(he)多股(gu)射流(liu)的研(yan)究成(cheng)果對(dui)仿真(zhen)計算(suan)結果(guo)進行(hang)驗證(zheng),結果(guo)表明(ming):多孔(kong)孔闆(pan)安🐪裝(zhuang)位置(zhi)對計(ji)量結(jie)果的(de)影響(xiang)程度(du)受相(xiang)對入(ru)🍓射間(jian)距s影(ying)響;.流(liu)出系(xi)數C受(shou)到相(xiang)對入(ru)射間(jian)距s、環(huan)狀排(pai)列孔(kong)所在(zai)區域(yu)的外(wai)緣與(yu)管壁(bi)之間(jian)的最(zui)小距(ju)離d2和(he)厚度(du)I的影(ying)響;流(liu)出系(xi)數C的(de)線性(xing)度主(zhu)要🆚受(shou)環狀(zhuang)排列(lie)孔所(suo)在區(qu)域内(nei)緣與(yu)中心(xin)💘節🙇‍♀️流(liu)孔邊(bian)緣之(zhi)間的(de)最小(xiao)徑向(xiang)距離(li)⛹🏻‍♀️d,影響(xiang)。
多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)傳感(gan)器是(shi)在标(biao)準孔(kong)闆基(ji)礎上(shang)發展(zhan)起來(lai)的節(jie)流裝(zhuang)置,是(shi)一個(ge)對稱(cheng)的多(duo)孔圓(yuan)盤。從(cong)文獻(xian)🙇🏻[1~3]可以(yi)看出(chu)，該流(liu)量計(ji)具有(you)比标(biao)準孔(kong)闆更(geng)爲出(chu)色的(de)計量(liang)性能(neng)。多孔(kong)孔闆(pan)的孔(kong)排列(lie)方式(shi)及孔(kong)闆的(de)厚度(du)等幾(ji)何參(can)數決(jue)定了(le)流量(liang)傳感(gan)器的(de)測量(liang)性能(neng)。設計(ji)了6種(zhong)口徑(jing)(D=100mm、等效(xiao)直徑(jing)比β=0.6)具(ju)有不(bu)同孔(kong)分布(bu)形式(shi)和厚(hou)度的(de)多孔(kong)孔闆(pan)。在流(liu)速範(fan)圍爲(wei)0.5~7.5m/s的工(gong)況下(xia),利用(yong)🆚仿真(zhen)🍉計算(suan)與實(shi)流實(shi)驗相(xiang)結合(he)的方(fang)法對(dui)💃🏻多孔(kong)孔闆(pan)的幾(ji)何結(jie)構對(dui)計量(liang)性能(neng)的影(ying)響進(jin)行了(le)研🈲究(jiu)。
多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)傳感(gan)器簡(jian)介
　　由(you)射流(liu)理論(lun)可知(zhi),介質(zhi)經過(guo)多孔(kong)孔闆(pan)後形(xing)成多(duo)股受(shou)限性(xing)淹沒(mei)射流(liu)，因此(ci)多股(gu)射流(liu)的研(yan)究成(cheng)果對(dui)于研(yan)究多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量傳(chuan)感器(qi)具有(you)一定(ding)的指(zhi)導意(yi)義。多(duo)股射(she)流與(yu)單股(gu)射流(liu)的主(zhu)要區(qu)别是(shi)孔間(jian)射流(liu)射出(chu)後在(zai)其相(xiang)鄰兩(liang)股射(she)流之(zhi)間存(cun)在相(xiang)互卷(juan)吸作(zuo)用,這(zhe)直接(jie)影響(xiang)着流(liu)動的(de)發生(sheng)與發(fa)展過(guo)程,因(yin)此多(duo);股射(she)流的(de)流場(chang)比單(dan)股射(she)流的(de)流場(chang)要複(fu)雜很(hen)多。國(guo)内外(wai)學者(zhe)通過(guo)理論(lun)分析(xi)、實驗(yan)測量(liang)和數(shu)值模(mo)拟的(de)方式(shi)㊙️對多(duo)股射(she)流進(jin)行✌️了(le)研究(jiu),目前(qian)已經(jing)✊對💛流(liu)動特(te)性和(he)流動(dong)機理(li)有了(le)一定(ding)💚的認(ren)識。爲(wei)了便(bian)于研(yan)究，雙(shuang)股💋射(she)流成(cheng)爲衆(zhong)多學(xue)者研(yan)究多(duo)股射(she)流的(de)基礎(chu)。
 
　　由文(wen)獻[4~8]可(ke)知,雙(shuang)股射(she)流按(an)其流(liu)動特(te)性可(ke)分爲(wei)會聚(ju)區和(he)聯✨合(he)區,如(ru)圖1所(suo)示。由(you)于兩(liang)股射(she)流的(de)卷吸(xi)和幹(gan)擾,以(yi)緻在(zai)兩股(gu)‼️射流(liu)的彙(hui)聚區(qu)内形(xing)成負(fu)壓區(qu),在該(gai)區内(nei)存♌在(zai)一對(dui)穩定(ding)的旋(xuan)轉方(fang)❄️向相(xiang)反👄的(de)旋渦(wo)，旋渦(wo)✔️的長(zhang)度随(sui)着孔(kong)間間(jian)✌️距的(de)增大(da)而增(zeng)長[6]。在(zai)👨‍❤️‍👨兩股(gu)射流(liu)聯合(he)後下(xia)遊附(fu)近速(su)度由(you)👉會聚(ju)區内(nei)的負(fu)值變(bian)爲正(zheng)💔值,預(yu)期存(cun)在一(yi)個點(dian),在該(gai)點的(de)♍.速度(du)爲零(ling),這個(ge)♍點稱(cheng)爲自(zi)由滯(zhi)點或(huo)混合(he)點95),通(tong)過确(que)定該(gai)點的(de)位置(zhi)可以(yi)反映(ying)出會(hui)聚區(qu)内旋(xuan)👌渦的(de)長度(du)。射流(liu)的出(chu)🌈射速(su)度越(yue)大,對(dui)周圍(wei)流體(ti)的卷(juan)吸作(zuo)用越(yue)強烈(lie),射流(liu)之間(jian)的旋(xuan)✊渦也(ye)越強(qiang)烈,因(yin)此多(duo)股射(she)流流(liu)場中(zhong)會有(you)♊射流(liu)運動(dong)方向(xiang)偏轉(zhuan)的現(xian)象發(fa)生(8]參(can)考雙(shuang)股射(she)流的(de)流動(dong)特征(zheng)💃對多(duo)孔孔(kong)闆的(de)流場(chang)進行(hang)了區(qu)域💘劃(hua)分，如(ru)圖2所(suo)示。
 
2多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)傳感(gan)器結(jie)構和(he)參數(shu)定義(yi)，
　　多孔(kong)孔闆(pan)流量(liang)傳感(gan)器的(de)簡化(hua)示意(yi)圖如(ru)圖3所(suo)示,其(qi)中d1爲(wei)環形(xing)💁排列(lie)孔内(nei)緣與(yu)中心(xin)節流(liu)孔外(wai)緣之(zhi)間的(de)最小(xiao)距離(li);d2爲環(huan)形排(pai)🔴列孔(kong)外緣(yuan)與管(guan)壁之(zhi)間的(de)最小(xiao)距離(li);D爲多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量🌂傳(chuan)感器(qi)口徑(jing);D1爲中(zhong)心節(jie)流孔(kong)的直(zhi)徑;D2爲(wei)環狀(zhuang)排列(lie)孔的(de)直徑(jing);D3爲環(huan)狀排(pai)列孔(kong)圓心(xin)所在(zai)圓的(de)直徑(jing);τ爲環(huan)狀排(pai)列孔(kong)中相(xiang)鄰✊孔(kong)邊緣(yuan)的最(zui)小距(ju)離;P1、P2爲(wei)多孔(kong)孔闆(pan)的安(an)裝定(ding)🎯位标(biao)志，當(dang)位置(zhi)P1與上(shang)/下遊(you)取壓(ya)孔在(zai)一條(tiao)直線(xian)上時(shi)爲安(an)裝方(fang)式一(yi),當位(wei)置P2與(yu)上/下(xia)遊取(qu)壓孔(kong)在一(yi)條直(zhi)線上(shang)時爲(wei)安裝(zhuang)方式(shi)二;1爲(wei)多孔(kong)孔闆(pan)的厚(hou)度🈚。
 
　　定(ding)義s爲(wei)相對(dui)人射(she)間距(ju),其計(ji)算式(shi)爲:
 
3實(shi)驗結(jie)果分(fen)析
　　爲(wei)了分(fen)析多(duo)孔孔(kong)闆結(jie)構參(can)數對(dui)多孔(kong)孔闆(pan)計量(liang)性🏃🏻能(neng)的影(ying)響,設(she)計了(le)不同(tong)形式(shi)的實(shi)驗樣(yang)機(圖(tu)4),各樣(yang)機的(de)具體(ti)結構(gou)參數(shu)見🔞表(biao)1。實流(liu)實驗(yan)在兩(liang)種孔(kong)闆安(an)裝方(fang)式下(xia)進行(hang),并且(qie)在同(tong)一流(liu)量範(fan)圍内(nei)利用(yong)稱重(zhong)法檢(jian)定裝(zhuang)置對(dui)實驗(yan)樣✏️機(ji)進行(hang)标定(ding),實驗(yan)結☔果(guo)見表(biao)2。在仿(pang)真計(ji)算中(zhong),按照(zhao)實流(liu)實驗(yan)方法(fa)利用(yong)SSTk-w湍流(liu)模型(xing)對☀️實(shi)驗樣(yang)機進(jin)🏃‍♂️行仿(pang)真計(ji)算[9.10],計(ji)算結(jie)果與(yu)實流(liu)實驗(yan)結果(guo)的相(xiang)對誤(wu)差在(zai)5%以内(nei)。因此(ci)仿真(zhen)計算(suan)結果(guo)可以(yi)對多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量傳(chuan)感器(qi)實流(liu)實驗(yan)結果(guo)進🌍行(hang)合理(li)分析(xi)。
 
3.1s對多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量傳(chuan)感器(qi)安裝(zhuang)位置(zhi)的影(ying)響
　　結(jie)構參(can)數s=t/D2。從(cong)表1、2的(de)實驗(yan)結果(guo)可以(yi)看出(chu)，當參(can)數s較(jiao)小時(shi)(s≤0.34),在兩(liang)種安(an)裝方(fang)式下(xia)測得(de)的流(liu)出系(xi)數平(ping)均值(zhi)的相(xiang)對誤(wu)差❓Ec較(jiao)小(Ec≤0.23%),說(shuo)明多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量傳(chuan)感器(qi)的安(an):裝位(wei)置變(bian)化對(dui)計量(liang)結果(guo)影響(xiang)較小(xiao);當參(can)數s較(jiao)大時(shi)(s≥0.72),在兩(liang)種安(an)裝方(fang)式下(xia)測得(de)的流(liu)出系(xi)數平(ping)均值(zhi)的相(xiang)對🌏誤(wu)差Ec較(jiao)大(Ec=2.35%),說(shuo)㊙️明多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量傳(chuan)感器(qi)🐅的安(an)裝位(wei)置變(bian)化對(dui)計量(liang)結果(guo)影響(xiang)較大(da)。
3.2d2對多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量傳(chuan)感器(qi)計量(liang)性能(neng)的影(ying)響
　　從(cong)實驗(yan)結果(guo)可以(yi)看出(chu):
a.當參(can)數s≤0.34時(shi),樣機(ji)a、b、c、d、e的流(liu)出系(xi)數C随(sui)着參(can)數d,的(de)減小(xiao)而增(zeng)大;
b.當(dang)參數(shu)s(s=0.99)較大(da)時(如(ru)樣機(ji)f),d2=0.0425D,是所(suo)有樣(yang)機中(zhong)的最(zui)小值(zhi),但🎯流(liu)出系(xi)
數C也(ye)最小(xiao)。
3.3d,對多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量傳(chuan)感器(qi)性能(neng)的影(ying)響
　　當(dang)結構(gou)參數(shu)d1在較(jiao)小的(de)範圍(wei)内(0.0450D≤D1≤0.0750D)變(bian)化時(shi),流出(chu)系數(shu)的🛀線(xian)性度(du)較好(hao)，約爲(wei)0.5%,如樣(yang)機a、b、c;當(dang)d1(d1≥0.1050D)較大(da)時(如(ru)樣機(ji)d、e、f),流出(chu)系數(shu)C的線(xian)性度(du)在0.8%以(yi)上👌。以(yi)具有(you)相同(tong)厚度(du)l的樣(yang)機a、b、d、e爲(wei)例來(lai)分析(xi)上述(shu)實🔅驗(yan)結果(guo)。節流(liu)式🐆流(liu)量傳(chuan)💞感器(qi)差壓(ya)信号(hao)的穩(wen)定性(xing)主要(yao)是🔞受(shou)節流(liu)件下(xia)遊的(de)旋渦(wo)影響(xiang),多孔(kong)孔闆(pan)下遊(you)⚽的旋(xuan)渦主(zhu)要由(you)壁面(mian)旋渦(wo)區和(he)射流(liu)間🔆旋(xuan)渦區(qu)組成(cheng)。由仿(pang)真計(ji)算結(jie)果可(ke)知,當(dang)多孔(kong)孔闆(pan)流🆚量(liang)傳感(gan)器🥵的(de)參數(shu)s≤0.72時,壁(bi)面🏃🏻旋(xuan)渦區(qu)與射(she)流間(jian)旋渦(wo)區是(shi)❄️相互(hu)獨立(li)的，因(yin)此☎️經(jing)過環(huan)狀排(pai)列孔(kong)的射(she)流對(dui)壁面(mian)回流(liu)區的(de)旋渦(wo)強度(du)起主(zhu)導作(zuo)用。由(you)實流(liu)實驗(yan)結果(guo)可知(zhi),在相(xiang)同流(liu)🐆速下(xia),樣機(ji)a、b、d、e的流(liu)出系(xi)數随(sui)着結(jie)構參(can)數d2的(de)增大(da)而減(jian)小,這(zhe)表明(ming)✔️壁面(mian)處旋(xuan)渦強(qiang)度随(sui)着結(jie)構參(can)數dr的(de)增大(da)而增(zeng)強，而(er)線♍性(xing)✊度卻(que)随着(zhe)參數(shu)d2的增(zeng)大而(er)提📱高(gao)。上述(shu)分析(xi)表明(ming)多孔(kong)孔闆(pan)射流(liu)間的(de)旋渦(wo)是影(ying)響線(xian)性度(du)的主(zhu)要因(yin)素。從(cong)圖5中(zhong)可以(yi)看出(chu),經過(guo)樣機(ji)a.b.d、e的環(huan)狀排(pai)列🏒孔(kong)射流(liu)與中(zhong)心節(jie)流孔(kong)射流(liu)之間(jian)的自(zi)由滞(zhi)點分(fen)别在(zai)距離(li)孔闆(pan)下遊(you)面⁉️12、17、25、.85mm位(wei)置處(chu),其中(zhong)樣機(ji)d自由(you)滞點(dian)幾乎(hu)與取(qu)壓🎯位(wei)置重(zhong)合,而(er)樣機(ji)e的自(zi)由滞(zhi)點遠(yuan)離取(qu)壓位(wei)置。這(zhe)說明(ming)環狀(zhuang)排列(lie)孔射(she)流與(yu)中心(xin)節♍流(liu)孔射(she)流之(zhi)間的(de)✉️旋渦(wo)的長(zhang)度随(sui)着結(jie)構參(can)數d,的(de)增大(da)而增(zeng)長,與(yu)文獻(xian)[6]的結(jie)論一(yi)緻。當(dang)射流(liu)間旋(xuan)渦區(qu)長度(du)接近(jin)取壓(ya)位置(zhi)或🏃🏻者(zhe)超出(chu)取壓(ya)🐇位置(zhi)時🍉,多(duo)⭕孔孔(kong)闆流(liu)出系(xi)數C的(de)線性(xing)度較(jiao)差;當(dang)射流(liu)間旋(xuan)渦🌈的(de)長度(du)在離(li)取壓(ya)位置(zhi)在一(yi)-定距(ju)離範(fan)圍内(nei)變化(hua)時,多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)出系(xi)數C的(de)線性(xing)度幾(ji)乎無(wu)變化(hua)。綜上(shang)所💋述(shu),結構(gou)參數(shu)D1是🤟影(ying)響多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量傳(chuan)感器(qi)流出(chu)系數(shu)線性(xing)度的(de)主要(yao)因素(su)。
 
3.4厚度(du)l對多(duo)孔孔(kong)闆流(liu)量傳(chuan)感器(qi)計量(liang)性能(neng)的影(ying)響
　　樣(yang)機b、c的(de)厚度(du)t不同(tong),其中(zhong)樣機(ji)b的厚(hou)度t=5mm,樣(yang)機c的(de)厚度(du)t=10mm,其他(ta)結構(gou)參🎯數(shu)均相(xiang)同。從(cong)實驗(yan)結果(guo)可以(yi)看出(chu),流出(chu)系數(shu)C随着(zhe)厚度(du)t的增(zeng)加😍而(er)增大(da)。對樣(yang)機b與(yu)c的實(shi)驗結(jie)果🚩分(fen)析如(ru)下:圖(tu)6爲樣(yang)機b、c在(zai)孔闆(pan)下遊(you)P1取壓(ya)❄️位置(zhi)處的(de)速度(du)曲線(xian)，圖中(zhong)區域(yu)I爲通(tong)過環(huan)狀排(pai)列孔(kong)的🔞速(su)度剖(pou)面。`Vb、`Vc分(fen)别表(biao)示樣(yang)機b、c流(liu)向上(shang)的平(ping)`均速(su)度。從(cong)圖中(zhong)可以(yi)看出(chu),區域(yu)I中`Vc<`Vb。由(you)多股(gu)射流(liu)理論(lun)可知(zhi),經過(guo)樣機(ji)e環狀(zhuang)排列(lie)孔的(de)射流(liu)對周(zhou)圍流(liu)體的(de)卷吸(xi)作用(yong)較弱(ruo),因此(ci)壁面(mian)處旋(xuan)渦強(qiang)度較(jiao)小,從(cong)而使(shi)流出(chu)系數(shu)C變大(da)。
4結論(lun)
4.1在不(bu)同安(an)裝方(fang)式下(xia)測得(de)的流(liu)出系(xi)數平(ping)均值(zhi)的相(xiang)對誤(wu)差Ec的(de)大小(xiao)受環(huan)狀排(pai)列孔(kong)之間(jian)的人(ren)射間(jian)距s影(ying)響。
4.2流(liu)出系(xi)數C受(shou)環狀(zhuang)排列(lie)孔人(ren)射間(jian)距s、結(jie)構參(can)數d2和(he)厚♍度(du)影響(xiang),影⚽響(xiang)方式(shi)爲:當(dang)s較小(xiao)時(s<0.72),流(liu)出系(xi)數C随(sui)着參(can)數d2的(de)減小(xiao)而增(zeng)大;當(dang)s較大(da)時(s=0.99),流(liu)出系(xi)數C的(de)大小(xiao)不受(shou)參數(shu)d2的影(ying)響,其(qi)大小(xiao)接近(jin)相同(tong)β值的(de)标準(zhun)孔闆(pan);對于(yu)具有(you)相同(tong)孔分(fen)布形(xing)式🔆且(qie)β值相(xiang)同🌈的(de)多孔(kong)孔闆(pan),流出(chu)系數(shu)C随着(zhe)厚度(du)?的增(zeng)加而(er)增大(da)。
4.3流出(chu)系數(shu)C的線(xian)性度(du)受參(can)數d,的(de)影響(xiang):當D1在(zai)較小(xiao)範圍(wei)内變(bian)化時(shi)📱(0.0450D≤d1≤0.0750D),流出(chu)系數(shu)的線(xian)性度(du)較好(hao)(0.5%),并且(qie)幾乎(hu)不變(bian);當d,在(zai)較大(da)範圍(wei)内時(shi)(d1≥0.1D),流出(chu)✍️系數(shu)C的線(xian)性度(du)變差(cha),在0.9%以(yi)♍上。

本(ben)文來(lai)源于(yu)網絡(luo),如有(you)侵權(quan)聯系(xi)即删(shan)除！