層流流量計具有量程比寬、測量準確、響應快等優(yōu)點,適用于氣體微小流量測量。但是傳統層流流量元件取壓點之間并不完全是充分發(fā)展段層流流動,所測得差壓中存在非線性壓力損失。本文介紹了可以將非線性壓損予以消除的壓力位差式（PPD）層流流量傳感技術,采用計算流體力學方法對PPD傳感元件兩條支路內部流動進行仿真分析,得到了各支路內部流速場和壓力場,兩條支路的流動阻力特性,以及壓力位差與體積流量關系曲線。結果表明,PPD層流流量傳感單元兩條支路流阻特性一致,壓力位差與流量具有理想的線性關系,驗證了PPD原理的正確性。相對于傳統層流傳感元件,PPD層流流量傳感元件可以有效將非線性壓損消除,能夠獲得更高的測量精度和更大的量程比。 

【文章來源】：傳感技術學報. 2020,33(11)北大核心CSCD

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

壓力位差式層流流量傳感元件結構及壓降示意圖

為了減小計算機運算量,本文研究的層流發(fā)生體選用單根毛細管,將壓力位差式層流流量傳感元件的支路1和支路2分別進行計算。圖2為兩條支路的物理模型,由入口管道、短毛細管、長毛細管、取壓腔、出口管道組成,其中,支路1短毛細管在前,支路2長毛細管在前。支路入口、出口和取壓腔室內壓力取壓位置,以及各段差壓記法分別如圖2所示。模型中毛細管內徑d取為0.8 mm。為保證短毛細管內流動達到充分發(fā)展,其長度應足夠長。管內層流起始段長度Le可按照下式計算:

采用ICEM建立幾何建模和進行網格劃分,每條支路的坐標原點都位于上游毛細管的左側進口處,考慮到計算精度以及能更好體現流動狀態(tài),對模型進行網格劃分時,進行了3次O型網格劃分,支路1網格劃分結果如圖3所示。圖4 不同網格數量情況下的軸向靜壓變化曲線

【參考文獻】：
期刊論文
[1]壓力位差式層流流量傳感技術研究[J]. 黃浩欽,李國占,趙鵬,張洪軍.  儀器儀表學報. 2020(07)
[2]微小縫隙式層流流量計設計及測量特性研究[J]. 王筱廬,陳玉春,蔣宇翔,張凱.  儀器儀表學報. 2019(11)
[3]差分式層流流量傳感技術研究[J]. 王剪,豆峰,趙曉東,羅獻堯,張洪軍.  傳感技術學報. 2019(12)
[4]突擴管道流動加速腐蝕模擬研究[J]. 林彤,周克毅,司曉東.  熱力發(fā)電. 2019(04)
[5]大渦模擬的壁模型及其應用[J]. 吳霆,時北極,王士召,張星,何國威.  力學學報. 2018(03)
[6]層流流量計設計參數的選擇與確定[J]. 王伯年,王榮杰,王利民,周厚龍.  儀器儀表學報. 2000(05)
[7]層流流量計[J]. 秦緒斌.  自動化儀表. 1990(11)
[8]有關層流流量計的理論分析[J]. 王伯年.  江蘇工學院學報. 1983(01)
[9]關于內燃機空氣消耗量的測定法[J]. 史紹熙.  天津大學學報. 1957(Z1)

碩士論文
[1]氣體動態(tài)流量測試系統的研究[D]. 葉惠傳.浙江大學 2013



本文編號：3581699