配氣站中，由于匯管結(jié)構(gòu)不合理且匯管出口流量差異太大，管路孔板流量計(jì)計(jì)量曲線(xiàn)常出現(xiàn)波動(dòng)較大，測(cè)量值失真的現(xiàn)象。針對(duì)這種情況，文章使用流體仿真軟件 Fluent 建立了標(biāo)準(zhǔn)孔板內(nèi)氣體三維穩(wěn)定流動(dòng)模型，計(jì)算了孔板穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的流出系數(shù)和孔板前后 D 和 D/2 截面上的壓力差，利用壓力差、流出系數(shù)得到孔板計(jì)量流量，結(jié)合實(shí)際流量和孔板計(jì)量流量對(duì)孔板進(jìn)行標(biāo)定；分別計(jì)算了孔板在不同流量分配比例下的計(jì)量誤差。結(jié)果表明：采用 CFD 數(shù)值模擬可以有效獲得孔板流量計(jì)內(nèi)部的流場(chǎng)分布情況，并可根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)合得到相應(yīng)的計(jì)量流量和實(shí)際流量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)孔板流量計(jì)的標(biāo)定。

孔板流量計(jì)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低廉、又具有一定準(zhǔn)確度,能滿(mǎn)足工程測(cè)量的需要,而且設(shè)計(jì)加工已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化目前已成為天然氣計(jì)量中使用***廣泛的流量計(jì)。但是其準(zhǔn)確測(cè)量是以流體的平穩(wěn)流動(dòng)為基本條件的,當(dāng)流體處于脈動(dòng)流的情形下,流量計(jì)計(jì)量會(huì)產(chǎn)生很大誤差,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使流量測(cè)量值失真[1]。根據(jù)部分參考文獻(xiàn),其影響值可達(dá)12%以上[2]。長(zhǎng)期的計(jì)量不準(zhǔn)確可能會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失、計(jì)量糾紛。近年來(lái),隨著各種CFD軟件功能的日益強(qiáng)大,許多研究者將這些商用軟件應(yīng)用于孔板等節(jié)流元件相關(guān)流場(chǎng)的研究中,但專(zhuān)門(mén)針對(duì)孔板流量計(jì)內(nèi)部回流流場(chǎng)進(jìn)行系統(tǒng)分析還很少[3-8]。本文通過(guò)流體仿真軟件Fluent建立了孔板三維穩(wěn)定流動(dòng)模型,計(jì)算了孔板流量計(jì)內(nèi)部的流場(chǎng)分布,分析了匯管較小流量出口孔板流量計(jì)計(jì)量誤差產(chǎn)生的原因,為孔板流量計(jì)計(jì)量誤差分析提供了新的思路。

1模型建立及求解

1.1理論基礎(chǔ)孔板流量計(jì)是以伯努利方程和流體連續(xù)性方程為依據(jù),根據(jù)節(jié)流原理,當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流件時(shí)在其前后產(chǎn)生壓差,此差壓值與該流量的平方成正比,從而計(jì)算出流體流量。其取壓方式有D和D/2取壓、角接取壓和法蘭取壓等多種,其中D和D/2取壓法的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。