V型超聲波熱量表矩形通道內(nèi)渦流發(fā)生器的水流特性的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及資源的缺乏，“節(jié)能”一詞成為當(dāng)今科研詞。熱量表作為分戶熱計(jì)量收費(fèi)的一種計(jì)量器具，節(jié)能效果明顯，但在我國發(fā)展時間較短，有很多尚待解決的問題。V型超聲波熱量表超聲波信號是由下壁面來反射的，由于水質(zhì)問題，長時間使用后會在下壁面產(chǎn)生沉積物或生銹。針對實(shí)際應(yīng)用中超聲波熱量表基表內(nèi)沉淀物及生銹的問題，本文提出了在V型超聲波熱量表基表矩形通道內(nèi)置入渦流發(fā)生器的思想。置入渦流發(fā)生器的好處在于，當(dāng)流體進(jìn)入通道后流經(jīng)渦流發(fā)生器，在其后

2、能產(chǎn)生縱向渦沖刷壁面，這樣可以有效的改善沉積物和生銹的問題，從而提高超聲波信號的反射質(zhì)量，改善超聲波熱量表的測量精度。
　　 本文對置入渦流發(fā)生器的V型超聲波熱量表基表內(nèi)的水流特性進(jìn)行了相關(guān)的數(shù)值模擬研究，選取合適的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬計(jì)算，給出了不同流量點(diǎn)下的儀表系數(shù)（K系數(shù)）以及漩渦強(qiáng)度的變化情況曲線圖，從數(shù)值上說明渦流發(fā)生器對流場所造成的影響;同時也對數(shù)值模擬結(jié)果給出了流場內(nèi)速度矢量圖和等速度線圖來直觀地表現(xiàn)出渦流發(fā)生器在不同

3、參數(shù)下對超聲波熱量表基表矩形通道內(nèi)流場的影響。本文的研究在超聲波熱量表相關(guān)研究上提出了一個新的方向，對于超聲波熱量表測量精度提高的研究有重要意義。
　　 本文主要得到了如下結(jié)論:
　　 (1)根據(jù)各流量點(diǎn)下K系數(shù)的變化曲線圖，發(fā)現(xiàn)不同聲路上K系數(shù)的曲線變化趨勢在各流量點(diǎn)下是基本一致的，但在流量點(diǎn)為0.05m3/h下與其他幾個流量點(diǎn)稍有差別，體現(xiàn)了層流與湍流之間流動的速度分布差異;
　　 (2)根據(jù)不同z坐標(biāo)下速度

4、環(huán)量的分布曲線，在越靠近下壁面的區(qū)域，漩渦現(xiàn)象更易于觀察;
　　 (3)從各流量點(diǎn)的速度分布圖中可以看出，在流體經(jīng)過渦流發(fā)生器之后，流場內(nèi)的速度分布相似;有利于超聲波信號的穩(wěn)定性反射接收。
　　 (4)在不同的Re下，層流區(qū)到紊流區(qū)的轉(zhuǎn)變是K系數(shù)變化不穩(wěn)定區(qū)域，在超聲波熱量表在檢測的時候表現(xiàn)為在0.05m3/h流量點(diǎn)附近測量誤差經(jīng)常出現(xiàn)波動;
　　 (5)超聲波傳播路徑的不同影響了渦流發(fā)生器的安裝位置，因此漩渦區(qū)