低含液率气液两相流涡街探头最佳安装位置研究.pdf

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1、第50卷第4期机械工程学报VO1．50NO．42014年2月JOURNALOFMECHANICALENG!NEERINGFeb．2014DoI：l0．3901／JME．2014．04．167低含液率气液两相流涡街探头最佳安装位置研究冰孙宏军刘中杰王林芳李金霞(天津大学电气与自动化工程学院天津300072)摘要：通过数值仿真试验研究，验证利用FLUENT仿真软件进行数值仿真的可行性，并且得出在单相流以及气为连续相的低含液率气液两相流这两种情况下，50mm口径涡街流量计探头的相对最佳安装位置，其中单相流的涡街探头最佳安装位置在发生体后O．4D处，气为连续相的低含液率

2、气液两相流涡街探头的最佳安装位置在发生体后1D处。利用FLUENT仿真软件的后处理功能对流场进行分析，得出低含液率下采集的信号在发生体后1D处最优的本质原因——在发生体后1D处，旋涡达到成熟，涡街信号最强，流场信息最为丰富稳定。以含液率0．04％的气液两相流流场与单相流流场进行对比，分析得出单相流和低含液率两种情况下，涡街探头最佳安装位置不同的原因。关键词：涡街流量计；单相流；气液两相流；数值仿真；涡街探头中图分类号：TH824ResearchontheInstallationLocationoftheVortexProbeforGas-liquidTwo--p

3、haseFlowwithLowLiquidFractionSUNHongjunLIUZhongjieWANGLinfangLIJinxia(SchoolofElectricalEngineering&Automation，TianjinUniversity,Tianjin300072)Abstract：Bynumericalsimulationandexperimentalresearch，thefeasibilityofthenumericalsimulationbytheFLUENTsoftware1Sproved，andtheoptimalinstalla

4、tionlocationofthevortexflowmeterprobeinthetwocasesofsingle—phaseflowandthegas—liquidtwo—phaseflowwithlowliquidfractionisgot．forthesingle—phaseflOW,theoptimalinstallationlocationoftheprobeisthe0．4Dbehindtheblufbody,andforthegas—liquidtwo—phaseflow,theoptimalinstallationlocationofthepr

5、obeis1Dbehindthebluffbody,andthereasonwhy1DbehindtheblufbodyistheoptimallocationisgotthroughanalyzingtheflowdistributionwiththepostprocessingfunctionoftheFLUENTsoftware：in1Dbehindtheblufbody,thevortexbecomesmaturity，thesignalstrengthisthestrongestandtheinformationoftheflowfieldisthem

6、ostabundantandstable．Bycomparingtheflowfieldofthesingle-phaseandthegas-liquidtwo—phaseflowwith0．04％liquidfraction．thereasonwhythesetwoconditionshavediferentinstallationlocationsisgot．．Keywords：vortexflowmeter：single·—phaseflow；gas·-liquidtwo-phaseflow；numericalsimulation：vortexprobe上

7、述研究方向所针对的研究对象多数是单相0前言流，对气液两相流的研究很少，而工业现场中遇到的不仅仅是单相流。随着工业进程的加快，气液两涡街流量计是国际20世纪70年代发展起来的相流广泛存在于各种工业领域中，如天然气开采过一种新型流量仪表。因有许多优点，吸引了国内外程中时常出现气液两相的混合物；在测量气体的管道中出现少量液体；过热蒸气管道中的饱和蒸气等众多专家学者的注意，因此对涡街流量计的研究比复杂状况。以上均为气为连续相的低含液率气液两较深入。主要集中在以下几个方面：①旋涡发生体相流，在这种情况下，液相融入气相中有一个饱和的研究J；②数字信号处理方法的研究【j‘4J

8、；③压度，通常低于0．1