O valor numérico da perda de pressão na passagem de fluxo do medidor de vazão da turbina

Resumo: As informações numéricas da perda de pressão da passagem de fluxo do medidor de vazão de turbina são fornecidas pelos excelentes fabricantes de medidores de vazão e medidores de vazão. 1 Estrutura básica e princípio de funcionamento do medidor de vazão de turbina Este artigo adota o medidor de vazão de turbina a gás de 80 mm de diâmetro da série CNiM-TM da Cangnan Instrument Factory como objeto de pesquisa e realiza a simulação numérica da perda de pressão do canal de fluxo interno. O diagrama esquemático do medidor de vazão de turbina a gás é mostrado na figura. Mais fabricantes de medidores de vazão escolhem modelos e cotações de preços. Você é bem-vindo para perguntar. A seguir estão os detalhes numéricos do artigo sobre a perda de pressão da passagem de fluxo do medidor de vazão de turbina. 1 Estrutura básica e princípio de funcionamento do medidor de vazão de turbina Neste artigo, o medidor de vazão de turbina a gás de 80 mm de diâmetro da série CNiM-TM da Cangnan Instrument Factory é usado como objeto de pesquisa e a simulação numérica da perda de pressão do canal de fluxo interno é realizada. O diagrama esquemático do medidor de vazão de turbina a gás é mostrado na Figura 1. O medidor de vazão de turbina a gás real é mostrado na Figura 2, da qual a Figura 2(a) é a imagem real do medidor de vazão de turbina e a Figura 2(b) é a imagem real do impulsor do movimento do medidor de vazão de turbina. Fig.1 Diagrama estrutural do medidor de vazão de turbina a gásFig.2 Diagrama real do medidor de vazão de turbina e impulsor A relação entre , a velocidade do fluido é obtida medindo a velocidade do impulsor e, em seguida, o valor do fluxo na tubulação é obtido. A frequência de pulso f saída pelo medidor de vazão de turbina é proporcional ao fluxo de volume medido qv, a saber (1) Na fórmula (1): k - O fator de medição do medidor de vazão. De acordo com a lei do movimento, a equação de movimento do impulsor pode ser escrita como (2) Na fórmula (2): J - O momento de inércia do impulsor; t - tempo; ω - Velocidade de rotação do impulsor; Tr - Torque de empurrão; Trm - Torque de resistência ao atrito mecânico; Trf — Torque de resistência ao fluxo; Tre — Torque de resistência eletromagnética. 2 Modelo de cálculo 2.1 Modelo matemático O meio de trabalho da simulação numérica do medidor de vazão de turbina é o ar, e o fluxo está em fluxo turbulento. O modelo de turbulência da simulação numérica adota o modelo K-ε realizável, que é adequado para simular e calcular o limite do fluxo rotativo e forte gradiente de pressão inverso Fluxo laminar, separação de fluxo e fluxo secundário, etc., as equações do modelo são expressas como: —— Velocidade média do fluxo em todas as direções; a — velocidade do som; μ — coeficiente de viscosidade dinâmica; υ — coeficiente de viscosidade cinemática; K — energia cinética turbulenta; ε — taxa de dissipação turbulenta; βT — coeficiente de expansão; ωk — velocidade angular; — tensor da taxa de rotação média no tempo; Se a influência da flutuabilidade não for considerada, Gb = 0, se o fluxo for incompressível, = 0, YM = 0. 2.2 Malha da área do fluido Use o software de projeto tridimensional Solidworks para construir os componentes do medidor de vazão da turbina de acordo com o tamanho real. Matriz e montagem, simplifique as peças que têm menos influência na área do fluido, como o fuso, o furo de pressão e o furo de enchimento de óleo. Primeiro, execute a operação booleana na parte do movimento para obter uma área de fluido puro, em seguida, adicione um envelope ao impulsor para formar uma área rotativa e adicione uma seção de tubo reto 15 vezes o diâmetro do movimento antes e depois da entrada e saída do movimento para garantir que o fluxo na entrada e saída seja totalmente desenvolvido. Turbulência. Toda a área do fluido inclui as seções de tubo reto frontal e traseira, o envelope do impulsor e a área do fluido da parte central. Use o software Gambit para malhar o modelo 3D, otimize e simplifique as peças que são difíceis de gerar malhas, como pequenas faces e cantos agudos na área do fluido. Áreas com condições de fluxo mais complicadas, como impulsores, são criptografadas localmente, conforme mostrado na Figura 3. Entre elas, a Figura 3(a) é o diagrama de grade da área de fluido do núcleo e a Figura 3(b) é o diagrama de grade do impulsor. O número total de grades é de cerca de 2,3 milhões. Figura 3. Grade da área de fluido do medidor de vazão da turbina. Figura 2.3 Configuração da condição de simulação de simulação numérica. Durante o cálculo numérico, para facilitar a comparação entre os resultados da simulação e os resultados experimentais, as configurações de temperatura ambiente, umidade e pressão são as mesmas das condições experimentais. densidadeρ e viscosidade dinâmicaηDe acordo com o procedimento de cálculo proposto por Rasmussen, as fórmulas simplificadas (5) e (6) derivadas por ajuste são calculadas e obtidas: (6) Na fórmula (5) (6): T—temperatura; P—pressão; H—umidade. O solucionador adota os métodos de cálculo de separação, implícito e estado estacionário. O modelo de turbulência seleciona o modelo de turbulência Realizablek-ε, e a interpolação de pressão adota o formato ponderado pela força corporal. A energia cinética turbulenta, o termo de dissipação turbulenta e a equação do momento são todos discretizados pelo estilo upwind de segunda ordem. O acoplamento da velocidade é resolvido pelo algoritmo SIMPLEC, e as demais configurações são os valores padrão do Fluent.

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