發(fā)布時間：2021-09-06 10:49

　　孔板節(jié)流是簡單可靠、應用廣泛的地面供配氣系統(tǒng)節(jié)流方式。分析了孔板節(jié)流過程中的流動特性。聲速前充氣階段為系統(tǒng)中閥門開啟至穩(wěn)定聲速流動階段,持續(xù)時間較短。當孔板上游壓力達到一定值后,充氣過程存在聲速充氣現(xiàn)象,在工質確定的前提下,該過程的充氣流量只和孔徑大小成正比,該階段為聲速充氣階段。隨著充氣量的增加,背壓提升導致孔板前后的壓差逐漸減小,聲速后充氣階段質量流量隨著前后壓差的縮小而逐漸減小。對地面供配氣系統(tǒng)中孔板節(jié)流方案的設計有工程指導意義。 

【文章來源】：導彈與航天運載技術. 2020,(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

供配氣系統(tǒng)AMESim模型示意圖

在整個充氣過程中流場參數(shù)的變化主要受到前后壓差的影響。隨著充氣量的增加，管路中壓差變小，管路中流量逐漸減小。圖2為整個充氣過程中氣源壓力和容腔壓力及其流量的變化曲線，設置一定的閾值將整個充氣過程分為兩個階段進行充氣。從流量變化曲線可以發(fā)現(xiàn)，在開始充氣100 ms的時間內(nèi)，管路中流量迅速增加，該階段持續(xù)時間極短，由于該供配氣系統(tǒng)管路的空間較小，流體很快充滿整個系統(tǒng)，對整個充氣過程影響較小，所以在下面分析中可以忽略該階段。然后進入穩(wěn)定的充氣階段，該階段容腔內(nèi)的壓力線性增加，流量保持不變。由壓力變化曲線可以判斷，孔板前后壓差的比值小于臨界壓力比0.528，所以管路中孔板部分一直處于聲速狀態(tài)，在該階段容腔中的壓力和流量呈線性增加，而且流過孔板的流量只和孔板的大小有關。在容腔中的質量接近目標值80%時，通過調(diào)節(jié)孔板前減壓閥將充氣氣源的壓力減小，根據(jù)調(diào)整后的氣源壓力和容腔壓力可以判斷，在后期充氣過程中，管路中的空氣處于亞聲速狀態(tài)，隨著容腔中壓力逐漸增加，管路中壓差逐漸減小，流量也減小。當容腔中的壓力達到目標值后，關閉管路中電磁閥，此時，由于整個供配氣管路中壓力不均勻，導致流量出現(xiàn)了一定的波動。整個充氣過程總流量和持續(xù)的時間滿足要求。2.2 不同孔徑的孔板對節(jié)流的影響

由上述分析可知，聲速充氣階段空氣的速度達到最大值，通過的質量流量最大，該過程持續(xù)時間的長短對整個充氣過程有重要影響。因此，在相同的控制策略下，對不同孔徑的孔板的充氣過程做了對比。圖3為3個孔徑分別為1.2 mm、1.6 mm和2.0 mm孔板的充氣過程變化曲線。從圖3中可以發(fā)現(xiàn)，在聲速充氣階段，隨著孔徑的增加，通過孔板的流量也增加，容腔中的壓力提升的最快。當容腔中的壓力達到同一閾值時，進入亞聲速充氣階段，在相同的壓差驅動下，大孔徑的孔板流量最大，首先完成充氣。所以，孔板尺寸不僅影響聲速充氣階段，而且影響亞聲速充氣階段。2.3 不同閾值對節(jié)流的影響

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于FLUENT的孔板消減氣流脈動的數(shù)值模擬[J]. 鄢曙光,祝振杰.  液壓與氣動. 2016(07)
[2]孔板流量計測量原理及流量計算存在問題分析[J]. 馮建生.  煤礦安全. 2014(10)
[3]孔板消減氣流脈動的數(shù)值模擬[J]. 白文杰,李涌泉,謝旭夢,段權.  應用力學學報. 2013(06)
[4]往復式壓縮機管道系統(tǒng)氣流脈動的數(shù)值與實驗研究[J]. 韓文龍,韓省亮,白長青.  西安交通大學學報. 2013(05)
[5]孔板后回流區(qū)長度數(shù)值模擬研究[J]. 艾萬政,周琦.  水動力學研究與進展A輯. 2011(06)
[6]孔板消減氣流脈動的數(shù)值模擬及實驗研究[J]. 宋輝輝,韓省亮,李永東,程劍,許丁.  應用力學學報. 2011(01)
[7]煤礦瓦斯抽放計量中常見的問題與分析[J]. 董未來.  煤礦現(xiàn)代化. 2009(06)
[8]孔板流量計計量誤差現(xiàn)場因素分析[J]. 尹廣增.  石油工業(yè)技術監(jiān)督. 2009(06)
[9]應用CFD消除氣流脈動[J]. 蘇永升,王恒杰,曹利軍.  華東理工大學學報(自然科學版). 2006(04)
[10]閥門流場的數(shù)值模擬及流噪聲的實驗研究[J]. 吳石,張文平.  閥門. 2005(01)



本文編號：3387319