几何特征对多孔板特性影响分析及多孔板节流元件的设计研究

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相比于其他的流量测量传感器,多孔板平衡流量计由于其简单的几何结构和低廉的价格被广泛用于当今的流体测量领域。但由于其几何描述相对较复杂,从而导致了设计的复杂性,没有系统的设计方法,也没有探究各参数及分布对多孔板特性的影响程度,故具有较强的研究意义。  本文针对探究各参数及分布对多孔板特性的影响程度这一问题,通过计算流体力学CFD仿真的方法探究多孔板平衡流量计不同几何参数和分布对多孔板性能的影响,并根据此种方法开展仿真实验。首先研究了多孔板在环形及矩形分布,有无中心孔这一分布特征下的性能指标,并且接下来研究了开孔个数n,等效直径比β和孔板分布密度Dd这三个几何参数对多孔板特性的影响,并结合matlab图表进行具体数值分析,得出多孔板几何特征对多孔板特性的影响程度排序服从以下顺序:β>n>Dd>孔板几何分布。  在多孔板的设计和比较分析部分,确定了本课题所设计的多孔孔板样式。首先,确定了节流孔分布情况,再通过分析他们的压力云图,压损系数与流速关系图,速度云图,流体线图及流出系数图来比较它们的特性,选择其中最优多孔孔板。  本文还将所设计的多孔板与对应的标准孔板和A+K平衡流量计(无倒角)进行性能指标上的对应分析,可得出设计的多孔孔板在压损性能上与其余两块孔板相同,而流出系数稳定性方面则更为突出。通过优化倒角并且分析比较A+K平衡流量计(有倒角),可以证实倒角的选取对流出系数稳定性有明显的影响,并且再次验证第三章等效直径比相同情况下,压损性能大致相同的结论。
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