带流动调整器圆形截面管道内流场分布特性研究

作     者：屈鑫鑫 

作者单位：西安建筑科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭亚军

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：差压流量计 流动调整器 PIV 流场分布 

摘      要：随着流量计的发展,流量计有很多不同的类型,但差压流量计因其结构简单,易安装,价格低廉而被广泛应用。其测量精度受流场速度分布,涡流,紊流结构的影响。在实际工程中,流体经过弯管、不同开度的阀门、渐缩管或者是渐扩管后很难达到充分发展的流动（在速度分布和紊流结构上）,因为这些构件是速度分布不对称,涡流以及紊流的源头。为了保证接近流量计的流体是充分发展流动,一些研究表明,需要在流量计上游布置很长的直管段,或者在管道系统中安装流动调整器或流动整直器。在国际标准中,提到了很多种流动调整器结构,本次实选取了其中四种:八页片式流动整直器,格栅式流动整直器,管束式流动整直器和孔板式流动调整器,分别对其下游流场分布情况进行研究。首先,实验使用PIV技术测得了不同平面双弯管以及半开阀门入流条件下下游的流场分布情况,实验结果表明,不论是速度分布还是涡流情况,两种扰流件都有很大不同。在分别安装各流动调整器后,对其流场速度分布等进行分析发现,在非平面双弯管入流条件下,八页片式整流器在速度重新分布和消除涡流方面比其他三种要好,而在半开阀门入流条件下,八页片式和格栅式的效果更好一些。另外测试了这四种调整器的压力损失系数是否国际标准允许的范围内。在实验最后进行了雷诺数的敏感实验,主要探究雷诺数的大小是否会影响流动调整器的整流效果,分析得到,雷诺数由10万到70万的变化过程中速度分布基本不变,由此可以肯定雷诺数对流动调整器的整流效果影响不大。