【摘要】：隨著我國北方城市供熱規(guī)模的擴(kuò)大,熱源出口流量不斷增大,大口徑管道熱量貿(mào)易結(jié)算問題越來越突出。熱量表是由流量傳感器、配對溫度傳感器和熱量積分計(jì)算顯示器三部分構(gòu)成,流量計(jì)量多選用孔板流量傳感器。目前大型熱源出口處熱水輸送管線的管徑動輒在DN1000以上,而國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB2624規(guī)范中規(guī)定的孔板流量傳感器管徑應(yīng)用范圍為DN50~DN1000,只有在此范圍內(nèi)才能保證其測量特性,國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167亦如此規(guī)定。由于對DN1000以上的大口徑孔板流量傳感器進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定幾乎不可能實(shí)現(xiàn),故本文采用數(shù)值模擬方法對安裝焊縫和前置彎頭的特定安裝條件下孔板流量傳感器及其測量管段流場變化進(jìn)行仿真,分析流出系數(shù)C值的變化,為大口徑孔板流量傳感器更好地用于能源計(jì)量提供一定的參考。利用Fluent軟件對無斜角孔板流量傳感器設(shè)計(jì)工況(常用流量)進(jìn)行標(biāo)模,驗(yàn)證所建模型的可靠性。采用上述物理模型對設(shè)計(jì)工況下的(5160t/h,8029t/h)之間多組流量進(jìn)行模擬,不同流量工況下的流出系數(shù)C值與常用流量(設(shè)計(jì)工況)的流出系數(shù)C_0值偏差在(0.28%,-0.29%)之間變化,常用流量(設(shè)計(jì)工況)對應(yīng)的流出系數(shù)C_0值對孔板流量傳感器的整個(gè)量程范圍都是適用的。大口徑有斜角孔板的壓差值小于無斜角的孔板的壓差,壓差減小了0.4%。當(dāng)孔板前端焊縫位于前端取壓口上游時(shí),焊縫距離孔板1300mm,與設(shè)計(jì)工況的流出系數(shù)C_0值偏差0.40%,對流量測量造成的影響相對較小;當(dāng)孔板前端焊縫位于前端取壓口下游時(shí),焊縫分別距離孔板100mm、700mm和1000mm,流出系數(shù)C值與設(shè)計(jì)工況的偏差分別為1.16%、0.64%和0.60%;當(dāng)前端焊縫位于前端旋渦區(qū),焊縫距離孔板400mm,流動發(fā)生壁面分離區(qū),與設(shè)計(jì)工況的流出系數(shù)C_0值偏差為3.73%,流出系數(shù)C值明顯增大�？装迩岸撕缚p距孔板前端的長度從100mm到1300mm時(shí),流出系數(shù)與偏差都呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。單彎頭和平面雙彎頭位于孔板上游時(shí),按照GB2624和ISO5167規(guī)定小口徑所需的彎頭后直管段長度設(shè)置直管段長度,此時(shí)流出系數(shù)C值與設(shè)計(jì)工況的流出系數(shù)C_0值偏差為0.96%和2.96%,造成流量測量偏小,與GB2624及ISO5167中的0.5%的不確定度不相符,驗(yàn)證了GB2624和ISO5167規(guī)定小口徑所需的彎頭后直管段長度不能滿足大口徑的應(yīng)用。單彎頭后的直管段長度從15D變化到22.5D,偏差從1.67%變化到0.79%,平面雙彎頭后的直管段長度從16D變化到22D,偏差3.48%變化到2.96%,平面雙彎頭的對下游流場擾動更為劇烈。
【圖文】：

圖 1-1 孔板測量段出現(xiàn)焊縫及彎頭 圖 1-2 孔板測量段出現(xiàn)彎頭及變徑本課題就在這樣的背景下，對管內(nèi)流動為高溫流體的大口徑孔板流量傳感器進(jìn)行流場模擬和分析，并與設(shè)計(jì)工況對比，從而對實(shí)際運(yùn)行條件下流量計(jì)數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行評價(jià)。

圖 1-1 孔板測量段出現(xiàn)焊縫及彎頭 圖 1-2 孔板測量段出現(xiàn)彎頭及變徑本課題就在這樣的背景下，對管內(nèi)流動為高溫流體的大口徑孔板流量傳感器進(jìn)行流場模擬和分析，并與設(shè)計(jì)工況對比，，從而對實(shí)際運(yùn)行條件下流量計(jì)數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行評價(jià)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH814

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊國來;李明學(xué);;孔板流量計(jì)內(nèi)部流場的仿真研究[J];甘肅科學(xué)學(xué)報(bào);2015年06期

2 趙奇;牛志娟;楊雪峰;;基于CFD的非標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)的數(shù)值模擬[J];節(jié)能技術(shù);2015年05期

3 張兵強(qiáng);高有兵;蒲鶴;;孔板流量計(jì)計(jì)量精度數(shù)值模擬研究[J];天然氣與石油;2014年04期

4 樊學(xué)華;莊貴濤;李向陽;于勇;陳麗娟;柯特;;長輸油氣管道焊接方法選用原則[J];油氣儲運(yùn);2014年08期

5 林棋;婁晨;;基于差壓式孔板流量計(jì)的縮徑管段流場數(shù)值研究[J];壓力容器;2014年02期

6 張國棟;朱正;王雪梅;;DN1400直埋高溫水管道壁厚的計(jì)算選取[J];管道技術(shù)與設(shè)備;2012年05期

7 李愛偉;朱江;趙彩琳;侯學(xué)偉;;大口徑熱量表性能檢測裝置的研制[J];中國計(jì)量;2011年09期

8 王術(shù)明;姬淑華;;提高孔板在單井天然氣計(jì)量中準(zhǔn)確性的探討[J];中國計(jì)量;2010年07期

9 李政;;標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)的發(fā)展歷程[J];中國計(jì)量;2009年12期

10 陳家慶;王波;吳波;初慶東;;標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)內(nèi)部流場的CFD數(shù)值模擬[J];實(shí)驗(yàn)流體力學(xué);2008年02期

相關(guān)會議論文 前2條

1 張鳳旺;姜波;;大口徑熱能表檢定不確定度評定[A];山東省優(yōu)秀計(jì)量學(xué)術(shù)論文選編（2011年度）[C];2012年

2 朱熠;;葉輪泵內(nèi)部三維流場的數(shù)值模擬[A];第五屆全國流體傳動與控制學(xué)術(shù)會議暨2008年中國航空學(xué)會液壓與氣動學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 劉樂;圓管內(nèi)超臨界水非均勻傳熱及流動特性數(shù)值研究[D];大連理工大學(xué);2013年

2 楊紅;影響標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)計(jì)量精度因素的定量分析研究[D];西南石油大學(xué);2012年

本文編號：2704972