摘(zhāi)要:針對天然(ran)氣回流工況(kuàng)對孔闆流量(liang)計 上下遊截(jie)面壓力的影(ying)響問題，依據(jù)現場數據，采(cai)用solidworks軟件建立(lì)DN150标準孔闆流(liu)量計幾何模(mó)型，基于CFD軟件(jiàn)對此狀态下(xia)孔闆流量🐕計(ji)内部流場進(jin)行數值模拟(ni)分析。研究發(fā)現:管内天然(rán)🤩氣回流工況(kuang)越👣嚴重，對孔(kǒng)闆流量計上(shàng)下遊截面壓(ya)力變化影響(xiang)越大。随着管(guan)輸👅量的增加(jiā)，回流程度逐(zhú)漸平緩，孔闆(pan)處流動幾乎(hu)不受上遊回(huí)流渦旋的影(ying)響，上下遊截(jie)面壓力變化(hua)幅度較爲穩(wěn)定，對孔闆流(liú)量計精度影(ying)響也随之降(jiàng)低。
　　目前，孔闆(pan)流量計相對(duì)于其它流量(liàng)計具有結構(gòu)簡單、耐用可(ke)靠和維修便(biàn)利等優勢，已(yi)經成爲天然(rán)氣行業使用(yong)最頻繁的--種(zhǒng)流量計量設(shè)備。但是在城(chéng)市天然氣配(pèi)送管💰網中，客(kè)戶用氣量差(cha)異無法消除(chú)田❗。尤其在用(yòng)氣高峰期，輸(shū)氣站内彙管(guǎn)相連的各供(gòng)氣支路相互(hù)影響最爲嚴(yan)重。主要體現(xiàn)在:由于大流(liu)量供氣支路(lu)的管輸量遠(yuǎn)遠高于小流(liú)量供氣支路(lù)的管輸量，在(zài)彙管的🔞特殊(shu)構造下，導緻(zhì)大流量供氣(qi)支路🐕在輸氣(qi)過程中會🌐迫(pò)使小流量供(gong)氣⭕支路在彙(hui)管🧡連接處發(fa)生天然氣回(hui)流工況，造成(chéng)管内天然氣(qì)流🚶動工況不(bu)穩定，渦旋加(jia)劇📧。從而影響(xiang)與小👌流量供(gong)氣支路相連(lian)的孔闆流量(liang)計上下遊壓(yā)力，瞬間出現(xian)壓力波動，計(jì)量精度降低(di)，無法較好的(de)完成計量任(ren)務。本文依據(jù)🛀某輸氣站供(gòng)氣支路發生(shēng)天然氣回流(liú)工況的現場(chang)數據，基于CFD軟(ruan)件4，對回流狀(zhuang)态下的孔闆(pǎn)流💛量計内部(bù)流場進行系(xì)統分析，得到(dao)不同天然氣(qi)回流工況對(duì)孔😍闆流量計(ji)上下遊壓力(li)的影響規律(lü)，同🐕時提出較(jiào)爲🐇合理的解(jie)決㊙️方案。
1模型(xíng)建立
　　孔闆流(liú)量計計量原(yuan)理如圖1所示(shì)。孔闆前後取(qu)截面1和2,根據(jù)兩截面壓差(chà)換算出某一(yi)時刻天然氣(qì)流量。

　　本文使(shi)用DN150标準孔闆(pan)流量計幾何(hé)尺寸，采用solidworks軟(ruǎn)件建立三維(wéi)💃實體模型，利(li)用ICEM-CFD軟件劃分(fèn)網格，壁面設(she)置4層邊界層(céng)，比例爲1.0。整體(ti)網格劃分在(zài)保證計算精(jing)度的前提下(xia)，盡量提❓高計(ji)算效率。選取(qu)結構💰化網格(gé)劃分并在孔(kong)闆💛與管道連(lian)接處作加密(mì)處理，最終得(de)到計算網格(gé)如圖2所示。
 
　　基(ji)于Fluent-CFD軟件，邊界(jie)條件爲(velocity-inlet)入口(kǒu),值取10m/s，和(outlow)出口(kǒu)，采用RANS氣體💋狀(zhuang)态方程，RNGk-ε湍流(liu)模型，對流離(li)散格式爲2階(jiē)迎風格式，算(suàn)法采用耦合(he)求解🚶。從而數(shù)值求解天然(rán)氣回流狀态(tài)下孔闆流量(liang)計内部流動(dòng)特征。
2計算分(fen)析
　　某輸氣站(zhàn)供氣實況發(fā)現，由于彙管(guan)結構的影響(xiǎng)因素🏃‍♀️，當小📐流(liú)🌈量供氣支路(lù)管輸量占比(bi)總流量10%時，必(bì)然産生✉️回流(liu)工況且管輸(shū)量越小回流(liu)程度越嚴重(zhong)。因此分析小(xiao)流量供氣支(zhī)路管輸量分(fèn)别占比總流(liú)量2%、4%、6%、8%、10%時，天然氣(qi)✂️回流工況❌對(dui)孔闆流☂️量計(ji)上下🔆遊截面(miàn)壓👄力的影響(xiang)程度。經計算(suan)得到不同輸(shū)量下孔闆流(liu)量計，上下遊(yóu)截面壓力随(suí)軸線距離的(de)變化，如圖3所(suǒ)示。
 
　　由圖3可知(zhi)，一開始，天然(ran)氣回流工況(kuang)明顯，通過孔(kong)闆🧡流量計👉的(de)天然氣流量(liang)很小，流速很(hěn)低，導緻孔闆(pǎn)流量計上下(xià)遊截面處形(xing)成渦旋，壓力(lì)變化幅度較(jiao)大，流動極👨‍❤️‍👨不(bú)均勻。當管輸(shu)👈量爲2%時，孔闆(pan)流量計上下(xià)遊截面壓力(lì)随軸線距離(li)變化程度尤(you)爲劇🌈烈。随着(zhe)管輸量逐漸(jian)增加，孔闆處(chù)的流動逐漸(jiàn)變得較爲均(jun)勻💰，但仍然受(shòu)到上🌐遊回流(liú)渦旋的影響(xiang)，直接導緻孔(kǒng)闆流量計入(ru)口和出口截(jié)面壓力随軸(zhou)‼️線距離變化(hua)幅度💛較大。當(dāng)流量接近🏃🏻‍♂️臨(lin)界值時，孔闆(pan)處的流動逐(zhu)漸變得均勻(yun)，孔闆流量計(jì)入口和出口(kou)截面的壓⚽力(li)變化幅度較(jiao)爲穩定，幾乎(hū)不🏃‍♂️受，上遊回(huí)流渦旋的影(yǐng)響。
3結論
　　研究(jiū)發現，随着管(guan)内天然氣回(hui)流工況越嚴(yán)重，對孔闆流(liú)量計上下遊(you)壓力變化影(ying)響程度加劇(ju)，進而對孔闆(pan)流量計計量(liàng)精度影響也(ye)越大。随着管(guan)輸量上升，管(guǎn)内❤️天然氣回(hui)流工況趨于(yú)平緩，對⛱️孔闆(pǎn)流量計上下(xià)遊壓力變化(hua)影響程度逐(zhu)🔞漸降低，孔闆(pǎn)流量計👈計量(liang)誤差迅速減(jiǎn)小。因此，建議(yi)在城市天然(rán)氣配送管網(wang)中的小流量(liàng)供氣支路上(shang)遊單獨安裝(zhuāng)調壓閥☀️或止(zhi)回閥，可以較(jiào)好的阻止天(tiān)然氣🥰回流工(gong)況的發生，從(cóng)而較大程度(dù)上降低對孔(kong)闆流量計.上(shàng)下遊截面壓(yā)力變化的影(yǐng)響，提高計量(liang)精度。

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