La valeur numérique de la perte de pression dans le passage d'écoulement du débitmètre à turbine

Résumé : Les informations numériques sur la perte de charge du passage d'écoulement du débitmètre à turbine sont fournies par les excellents fabricants de débitmètres et de débitmètres. 1 Structure de base et principe de fonctionnement du débitmètre à turbine Cet article adopte le débitmètre à turbine à gaz de diamètre 80 mm de la série CNiM-TM de Cangnan Instrument Factory comme objet de recherche et effectue une simulation numérique de la perte de charge du canal d'écoulement interne. Le schéma du débitmètre à turbine à gaz est présenté dans la figure. D'autres fabricants de débitmètres choisissent des modèles et des devis. N'hésitez pas à vous renseigner. Vous trouverez ci-dessous les détails de l'article numérique sur la perte de charge du passage d'écoulement du débitmètre à turbine. 1 Structure de base et principe de fonctionnement du débitmètre à turbine Cet article utilise le débitmètre à turbine à gaz de diamètre 80 mm de la série CNiM-TM de Cangnan Instrument Factory comme objet de recherche et la simulation numérique de la perte de charge du canal d'écoulement interne est effectuée. Français Le schéma du débitmètre à turbine à gaz est présenté à la Figure 1. Le débitmètre à turbine à gaz réel est présenté à la Figure 2, dont la Figure 2(a) est l'image réelle du débitmètre à turbine, et la Figure 2(b) est l'image réelle de la roue du débitmètre à turbine. Fig.1 Schéma structurel du débitmètre à turbine à gazFig.2 Schéma réel du débitmètre à turbine et de la roue La relation entre , la vitesse du fluide est obtenue en mesurant la vitesse de la roue, puis la valeur du débit dans la canalisation est obtenue. La fréquence d'impulsion f délivrée par le débitmètre à turbine est proportionnelle au débit volumique mesuré qv, à savoir (1) Dans la formule (1) : k—Le facteur de mesure du débitmètre. Selon la loi du mouvement, l'équation du mouvement de la roue peut s'écrire comme (2) Dans la formule (2) : J—Le moment d'inertie de la roue ; t—Le temps ; ω—La vitesse de rotation de la roue ; Tr—Le couple de poussée ; Trm—Le couple de résistance de frottement mécanique ; Français Trf—Couple résistant à l'écoulement ; Tre—Couple résistant électromagnétique. 2 Modèle de calcul 2.1 Modèle mathématique Le milieu de travail de la simulation numérique du débitmètre à turbine est l'air, et l'écoulement est en écoulement turbulent. Le modèle de turbulence de simulation numérique adopte le modèle K-ε réalisable, qui est adapté à la simulation et au calcul de la limite de l'écoulement rotatif et du fort gradient de pression inverse Écoulement laminaire, séparation d'écoulement et écoulement secondaire, etc., les équations du modèle sont exprimées comme suit :——Vitesse moyenne d'écoulement dans toutes les directions ; a—vitesse du son ;μ—coefficient de viscosité dynamique ;υ—Coefficient de viscosité cinématique ; K—Énergie cinétique turbulente ; ε—Taux de dissipation turbulente ;βT—coefficient de dilatation ; ωk—vitesse angulaire ;—Tenseur de taux de rotation moyen dans le temps ; si l'influence de la flottabilité n'est pas prise en compte, Gb = 0, si l'écoulement est incompressible, = 0, YM = 0. 2.2 Maillage de la zone fluide Utilisez le logiciel de conception tridimensionnelle Solidworks pour construire les composants du débitmètre à turbine en fonction de la taille réelle Matrice et assemblage, simplifiez les pièces qui ont moins d'influence sur la zone fluide, telles que la broche, le trou de pression et le trou de remplissage d'huile. Effectuez d'abord une opération booléenne sur la partie en mouvement pour obtenir une zone fluide pure, puis ajoutez une enveloppe à la roue pour former une zone rotative, et ajoutez une section de tuyau droite 15 fois le diamètre du mouvement avant et après l'entrée et la sortie du mouvement pour garantir que l'écoulement à l'entrée et à la sortie est pleinement développé Turbulence. Toute la zone fluide comprend les sections de tuyau droites avant et arrière, l'enveloppe de la roue et la zone fluide de la partie centrale. Utilisez le logiciel Gambit pour mailler le modèle 3D, optimiser et simplifier les pièces qui sont difficiles à générer des maillages tels que les petites faces et les angles vifs dans la zone fluide. Français Les zones avec des conditions d'écoulement plus compliquées telles que les impulseurs sont cryptées localement, comme le montre la Figure 3. Parmi elles, la Figure 3(a) est le diagramme de grille de la zone de fluide du noyau, et la Figure 3(b) est le diagramme de grille de la roue. Le nombre total de grilles est d'environ 2,3 millions. Figure 3. Grille de zone de fluide du débitmètre à turbine. Figure 2.3 Simulation numérique réglage des conditions de simulation. Pendant le calcul numérique, afin de faciliter la comparaison entre les résultats de simulation et les résultats expérimentaux, les réglages de température ambiante, d'humidité et de pression sont les mêmes que les conditions expérimentales. densitéρet viscosité dynamiqueηSelon la procédure de calcul proposée par Rasmussen, les formules simplifiées (5) et (6) dérivées par ajustement sont calculées et obtenues : (6) Dans la formule (5) (6) : T—température ; P—pression ; H—humidité. Le solveur adopte les méthodes de calcul de séparation, implicite et stationnaire. Le modèle de turbulence utilise le modèle Realizablek-ε, et l'interpolation de pression adopte le format pondéré par la force de corps. L'énergie cinétique turbulente, le terme de dissipation turbulente et l'équation de quantité de mouvement sont tous discrétisés selon le style de vent ascendant du second ordre. Le couplage de la vitesse est résolu par l'algorithme SIMPLEC, et les autres paramètres sont les valeurs par défaut de Fluent.

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