隨著工業信息化技術的飛速發展,人們對其測量精度、實時監控等性能提出了越來越高的要求,許多單位和學者[2]對文丘里流量計流場進行了深入的研究。
根據工程應用中提供的二次風管的文丘里管、三次風管的文丘里管結構圖紙建立三維幾何模型,采用完全結構化六面體網格通過數值模擬計算有以下結論。
(1)喉管長度、喉管直徑、入口風速是影響文丘里管阻力的主要因素,減小喉管長度、增大喉管直徑度可大幅度降低阻力,尤其是流量較大的工況條件;在其它條件不變的條件下,入口錐角、出口錐角分別取22°、11°時阻力取得最小值;
(2)文丘里管喉管流場結構均勻,且整個喉管長度范圍內的靜壓值遠低于入口靜壓值,使得氣流通過整個文丘里管的阻力要遠低于通過入口錐、喉管的局部阻力,從而使其成為理想的壓差流量計(在不增加系統阻力的條件下,提高壓差信號的相對測量精度);喉管氣流速度也基本呈均勻分布,且遠高于入口速度,從而造成文丘里管的阻力主要產生在喉管長度范圍內,因此從降阻的角度考慮,喉管長度不宜設計過長,從壓力云圖上可以看出將喉管長度取喉管直徑的大小基本不會破壞其流場結構。
(3)作為壓差式流量計使用的文丘里管,其前、后兩靜壓測孔分別布置在文丘里管入口管壁處、喉管1/2長度管壁處較為合理,流量計算截面應選在喉管1/2長度軸截面。
(4)數值模擬可以很容易地模擬文丘里管流量計實際工況條件下的流場,從而得到反映實際工況的更為準確的流量計算修正系數,實現提高測量精度的目的。