旋進旋渦流量計氣固兩相流數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、旋進旋渦流量計是一種流體振蕩式流量計，由于其結構簡單、內部沒有轉動部件、操作維修簡單、安裝方便等優(yōu)點，在石油、煤炭、電力、冶金以及天然氣工業(yè)等領域有廣泛的應用。在自然界和諸多工業(yè)領域都存在多相流動現(xiàn)象，而關于旋渦流量計氣固兩相流的內部流動特性以及計算研究相對較少。本文以50mm口徑旋進旋渦流量計為研究對象，對其進行氣固兩相流計量特性研究，主要獲得旋進旋渦流量計內部流動特性與外特性，主要研究內容如下。
　　1.采用Solidwork

2、s軟件對50mm口徑旋進旋渦流量計流道進行三維建模，包括起旋器螺旋升角為α1=25°、α2=30°兩種流量計模型，采用Icem軟件對兩種起旋器葉片螺旋升角的旋進旋渦流量計流道進行網(wǎng)格劃分。
　　2.基于Eulerian-Eulerian計算方法、RNG k-e湍流模型和SIMPLEC計算方法，在三個流量工況點為Q1=37.5m3/h、Q2=45m3/h和Q3=60m3/h時，運用計算流體力學軟件Fluent對兩臺旋進旋渦流量計進行

3、稀相氣固兩相流數(shù)值模擬計算（其中顆粒粒徑d=0.104mm，固體顆粒密度ρ2=2600kg/m3），對其三維模型流道內流線分布、顆粒速度分布、壓力場、顆粒體積分布以及流阻特性等進行分析。
　　3.通過數(shù)值模擬結果，發(fā)現(xiàn)固相濃度對流量計流道內流體壓力脈動頻率、監(jiān)測點壓力大小和顆粒體積分布有重要影響。顆粒濃度越大流體的進動頻率越小，顆粒在監(jiān)測點監(jiān)測到的壓力越小;固體與氣體的體積分布跟流體的流動規(guī)律相同，氣體主要分布在流道中心，固體顆粒

4、主要集中分布在起旋器葉片以及流量計流道管壁。
　　4.分別在流量Q1=37.5m3/h、Q2=45m3/h和Q3=60m3/h，顆粒粒徑d=0.104mm，固體（玻璃粉）密度ρ2=2600kg/m3條件下，對起旋器螺旋升角α2=30°的旋進旋渦流量計進行了稀相氣固兩相流動實驗研究，并將實驗結果與模擬結果進行了對比分析。實驗結果表明顆粒濃度越大，流量計的讀數(shù)越小，呈線性下降的趨勢，氣固兩相流流動的進動頻率越小。另一方面，當固體顆粒濃