[发明专利]一种多孔孔板流量计的设计计算方法

说明书

本发明属于管道中流体流量测量技术领域，尤其涉及一种多孔孔板流量计的设计计算方法。其能解决现有方法对多孔孔板流量计进行计算时，计算过程困难、繁琐而且得到的数据不精确的问题。包括以下步骤：步骤1、建立多孔孔板流量计的流体域几何模型。步骤2、对所建立的多孔孔板流量计的流体域进行有限元网格划分。步骤3、设定流体域的边界条件。步骤4、设定流体介质的密度和动力学粘度以及可压缩流体的相关参数。步骤5、求解得到流体域内部介质的流量分布云图和压强分布云图。步骤6、获得该种多孔孔板流量计的流量和压降之间的关系。步骤7、对该种多孔孔板流量计的分度值和量程进行标记。

技术领域

本发明属于管道中流体流量测量技术领域，尤其涉及一种多孔孔板流量计设计计算方法。

背景技术

流量计大批量使用于流体工程中的管道流体流量测量，常见的流量计有浮子流量计、孔板流量计，文丘管流量计等。传统流量计具有计价高、体积大、流阻大、精度低和安装困难等缺点。多孔孔板流量计概念的提出，解决了单孔孔板流量计的体积大和流阻大等问题。

2005 年，化学工业出版社出版的《流量测量装置设计手册》，2010 年4 月出版的第31 卷第2 期《核动力工程》刊登的论文“多孔板流量测量的实验研究”，以及《钢结构》2006年第5 期第21 卷刊登的“基于均匀化方法的多孔板结构设计数值研究”等三篇文献中，分别介绍了多孔板的孔径、开孔率与阻力系数、压力损失、流量之间的关系和经验公式。但是这些公开的文献中提及的关系式和经验公式均为针对特定条件下，特定多孔孔板结构形式和非可压缩流体的解析计算。它忽略了多孔孔板几何结构和流体的可压缩性对阻力系数、压力损失、流量的影响，因此具有较大的误差和较差的适用性。

本发明中将采用有限元数值模拟的方法针对多孔形式的孔板流量计设计计算，考虑多孔孔板流量计的几何结构和流体可压缩性因素，重新定义每个多孔孔板流量计个体的阻力系数、压力损失和流量之间的关系。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种多孔孔板流量计的设计计算方法，其能解决现有方法对多孔孔板流量计进行计算时，计算过程困难、繁琐而且得到的数据不精确的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括以下步骤。

步骤1、建立多孔孔板流量计的流体域几何模型。

步骤2、对所建立的多孔孔板流量计的流体域进行有限元网格划分。

步骤3、设定流体域的边界条件。

步骤4、设定流体介质的密度和动力学粘度以及可压缩流体的相关参数。

步骤5、求解得到流体域内部介质的流量分布云图和压强分布云图。

步骤6、获得该种多孔孔板流量计的流量和压降之间的关系。

步骤7、对该种多孔孔板流量计的分度值和量程进行标记。

作为本发明的一种优选方案，所述多孔孔板流量计的流量和压降之间的关系标定是通过有限元计算的方法进行的。

作为本发明的另一种优选方案，所述多孔孔板流量计的分度值和量程标定是通过有限元计算的方法进行的。

作为本发明的另一种优选方案，所述的多孔孔板流量计的开孔率与阻力系数、压力损失、流量之间的关系是建立在多孔孔板流量计几何模型基础之上。

作为本发明的另一种优选方案，所述的多孔孔板流量计的开孔率与阻力系数、压力损失、流量之间的关系是建立在可压缩流体基础之上。

与现有技术相比本发明有益效果。