Реализация пористого расходомера с отверстиями перепада давления

Счетчик-расходомер плиты отверстия типичный измеритель-расходомер перепада давления, который главным образом измеряет расход потока в трубопроводе путем обнаруживать разницу в давления перед и после плитой отверстия. Благодаря простой конструкции, отсутствию движущихся частей, надежности и долговечности, а также удобной установке и обслуживанию, он широко используется в промышленности. В текущем промышленном производстве диафрагменные расходомеры обычно используются для измерения расхода газов, жидкостей и водяного пара. Однако, должный к явлению разъединения влияния трением и пограничного слоя когда жидкость пропускает через плиту отверстия, стандартный счетчик-расходомер плиты отверстия смотрит на проблемы большой потери давления и низкой точности измерения. Кроме того, из-за чувствительности стандартного расходомера с отверстием к изменениям состояния жидкости выше по течению, он в основном подходит для полностью развитого потока и обычно требует длинного прямого трубопровода выше по течению, что также ограничивает его использование в некоторой степени. В целях повышения производительности диафрагмы расходомеры, пористые диафрагмы расходомеры все чаще применяются в промышленности.
In 2004, the Marshall Aeronautics Flight Center, a subsidiary of NASA, proposed a new type of differential pressure porous orifice flowmeter, which was applied in rocket design. This new type of flowmeter has a symmetrical porous structure, which not only inherits the advantages of a standard orifice plate flowmeter with simple structure and no moving parts, but also can balance and adjust the flow field, reduce eddy currents, reduce dead zone effects, and reduce the loss of fluid kinetic energy.
Compared to standard orifice flow meters, porous orifice flow meters have superior performance, requiring fewer upstream pipelines, low energy consumption, and can provide more accurate fluid flow measurement. However, the uncertainty of the arrangement of porous pores and the complex geometric features make its structural design and optimization extremely complex, which greatly limits its application. In order to better design porous orifice flow meters, scholars at home and abroad have conducted extensive research and achieved certain results. Ma et al. conducted experimental research on the flow coefficient, pressure loss, and anti vortex performance of porous orifice plates as a new type of throttling device. Zhao et al. proposed a classification scheme for porous plates and conducted experimental simulations. Malavasi et al. tested the effects of pore number, size, thickness, and Reynolds number on the pressure drop of porous orifice plates.
Huang et al. провели эксперименты на конкретной пористой пластине и сравнили ее со стандартной поровой пластиной. Singh et al. использовали компьютерное моделирование гидродинамики для изучения состояния потока пористых диафрагм. Ма Юфу и др. использовали численные методы для изучения влияния количества пор и толщины на коэффициент потери давления пористых пластин. Mehmood et al. использовали центральный композитный дизайн и вычислительную гидродинамику для оценки влияния числа пор, отношения диаметра и толщины пластины на коэффициент потери давления. Результаты показывают, что коэффициент потери давления является сильной функцией отношения диаметра, а коэффициент потока улучшается с увеличением количества отверстий. Chen Hong et al. использовали численные методы для изучения влияния фаски диафрагменной пластины на рабочие характеристики сбалансированных низкотемпературных расходомеров. Они обнаружили, что правильная установка передней фаски может эффективно улучшить рабочие характеристики расходомера. Влияние снятия фаски на производительность расходомера относительно невелико после открытия.
Хотя в последние годы ученые в Главная и за рубежом провели обширные теоретические и экспериментальные исследования пористых диафрагм, в настоящее время не существует универсального стандарта конструкции и использования для расходомеров пористых диафрагм. Основной целью данного исследования является исследование влияния конструктивных параметров пористых диафрагменных пластин на производительность диафрагменных расходомеров. Во-первых, путем сравнения со стандартными расходомерами того же размера и спецификации, были проанализированы характеристики поля потока пористых расходомеров. Затем CFD-анализ проводили на 16 пористых пластинах с одинаковым соотношением толщины и диаметра пластин, различным числом пор (N = 3, 4, 5, 6) и коэффициентом зазоров (Cr = 0,4, 0,5, 0,6, 0,7). Основные рабочие параметры, включая коэффициент потери давления, коэффициент расхода и длину восстановления давления, были использованы для анализа влияния числа пор и распределения пор на производительность пористых диафрагменных пластин расходомеров. Результаты исследования могут обеспечить ссылку для структурного проектирования и оптимизации пористых диафрагмы расходомеров.