变面积临界流文丘里喷嘴特性研究.pdf

《变面积临界流文丘里喷嘴特性研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、44传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2016年第35卷第3期DOI：10．13873／J．1000-9787(2016)03-0044-05变面积临界流文丘里喷嘴特性研究陈元杰，葛锐，姚超玲，严东旭，沈文新(1．浙江省计量科学研究院，浙江杭州310000；2．浙江大学海洋学院，浙江杭州310000)摘要：针对目前气体流量计量领域临界流文丘里喷嘴临界流量不可调节或调节困难的情况，提出一种喉部过流面积可调节的变面积临界流喷嘴。通过结构分析、建模计算、流体力学Fl

2、uent仿真等方式，对棒状节流体、锥状节流体、台锥状节流体三种不同调节方式进行研究分析。结果表明：采用三种不同节流体的变面积临界流文丘里喷嘴均能实现临界流流量的调节，在背压比小于最大允许背压比后，流量保持一稳定值，基本不变。建模计算得到的理论值与Fluent仿真到的数据较为符合。关键词：计量学；临界流；变面积；Fluent仿真；文丘里喷嘴中图分类号：TH814文献标识码：A文章编号：1000-9787(2016)03-0044-05R1一esearCnl0nC1l1aract●erl■St』l■CS0tnVarl■

3、alDI■eareacriticalflowVenturinozzleCHENYuan-jie，GERui，YAOChao．1ing。，YANDong．XU，SHENWen—xin(1．ZhejiangInstituteofMetrology，Hangzhou310000，China；2·OceanCollege，ZhejiangUniversity，Hangzhou310000，China)Abstract：Inordertoregulatecriticalflowrateoftraditionalcritica

4、lflowVenturinozzles，anewvariablethroat—areacriticalflowVenturinozzleisproposed，throatareaofwhichCanbeadjusted．Threedifferentadjustingmethods，includingrod—stylemethod，cone—stylemethodandhybrid—stylemethod，areanalyzedbymeansofstructureanalysis，modelingcalculatio

5、nandfluiddynamicsFluentsimulation．ResuhsshowthatthecriticalflowofthenewvariablecriticalflowVenturinozzlescanberegulatedwellbyusingthreedifferentmethodsandwhenback．pressureratioiSsmallerthanthemaximumallowablebackpressureratio．theflowrateofthenewnozzleiSalmostk

6、eptconstant，thoughtheback—pressureratioisstilldescending．AndFluentresultscoincideswiththetheoreticalvaluecalculatedbymodeling．Keywords：metrology；criticalflow；variablearea；Fluentsimulation；Venturinozzle0引言调节的实现方法和可行性，设计一种喉部节流面积可调节临界流文丘里喷嘴作为流量计量装置中的核心部件，的变面积临界流文

7、丘里喷嘴，并通过数学建模和计算流体具有良好的稳定性，原理简单可靠。因此，其作为流量控制动力学(computationalfluiddynamics，CFD)流体仿真对其特仪表或标准装置中的标准表而得到广泛应用。同时，其又性进行研究，以期代替一系列不同喉部面积的临界流喷嘴作为量值传递标准器，在流量装置和流量仪表的量值传递，的并联安装使用，从而大大提高量值传递和工业气体流量特别是在天然气计量工作中发挥着重要作用。计量的效率成本。目前，临界流文丘里喷嘴主要存在问题是流量测量范1结构分析围为“1”，即一个喷嘴只是一个流量，

8、对流量的调节只能通1．1传统临界流文丘里喷嘴结构过更换不同喉径的喷嘴或者多个喷嘴并联安装的方式实传统临界流文丘里喷嘴结构如图1所示，其主要结构现，这在工业应用中往往较为困难，从而使其推广应用分为入口平面、入口收缩段、喉部、出口扩散段等几个部受到极大的限制。分。本文通过研究、分析单个临界流文丘里喷嘴“多”流量工作时，通过减小出口压力P与入口滞止压力P。之收稿日