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系统句子

涡轮流量计三维流场仿真与优化设计


发布日期:2022-04-27 点击:404次
1叶轮三维模型建立 
  
齿轮数据超声波流量计叶轮的运动特性主要受其结构参数、流体粘性系数等影响。为分析小流量涡轮结构的流场特性,设计参数如表1所示叶轮系统,借助UG软件建立其三维仿真模型;将该三维模型导入ANSYSWork-bench软件中仿真。 
 
  考虑到叶轮的运动性能是流量计量的核心,仿真中采用小四面体网格。小尺寸窄表面采用局部网格,涡轮旋转区划分的网格数约为230万,整个模型划分的网格总数为353万。 
2.叶轮流场特性分析 
2.1叶轮速度场分析 
  分别取流量为5.2184L/min、9.3761L/min、16.6981L/min对叶轮流场仿真分析,获得上述流量下叶轮后导流架后端速度矢量图(图3(a),(b),(c)所示),可见流体与前导流架前端碰撞产生低速区,静压力变大,且随流量增大而变大,压力损失明显;流体进入前导流架后,流速加快,雷诺数增加,湍流强度变大。流体进入叶轮前,先流经叶轮与前后导流架连接的槽,由于槽内流速低,此时流量的速度分布不均,且有强涡流产生。回流导叶尾端速度矢量图如图3(d)所示,流体在后导流架后端出现长尾流,尾流长度随流量增大而减小。 
 
 
2.2压力场分析 
  分析上述三个不同流量时流道内压力场,发现随着流量增加,叶轮、导流架上游面形成的静压变高,叶片上游面和叶片下游面的压力随着流量的增加而减小(如图4所示),可见,导流架端部的形状、叶轮与导流架之间凹槽宽度、叶轮面积和形状对叶轮稳定旋转均有明显影响。 
3结构优化设计 
3.1导流架头部结构设计 
  基于上述CFD仿真分析结果,为有效减小叶轮压力.损失,将原导流架头部的球形分别设计椭球型和圆锥形,改进后的导流架头部尺寸如图5所示。 
 
3.2结构优化后叶轮三维流场特性 
  基于上述结构,
涡轮流量计逼真联通流量数据为Q=5.2184L/min和Q=16.6981L/min时,各种不同通气管架设计下桨叶的速度快场,由.图6由此可见,锥体形设计桨叶的直流直流高压高转速区规模至少,2是正方形形体,圆球状设计桨叶的直流直流高压高转速区规模比较大,锥体形设计就能够有效率缩短压力值盘亏,延长联通流量数据计的在测量准确度。在前通气管架环状外流路径分析中,锥体形液体的的速度快分布图制作最饱满的,正方形体设计次之,圆球状设计很差,锥体设计兼备较高的整流功效。 
视频流量为Q=5.2184L/min和Q=16.6981L/min时,提高后引流架顶级图型web后台造成的尾流右图7如下。圆球体形设备构造尾流适用空间最短,椭球体较小,球体设备构造尾流适用空间较大 ,分为三类图型的尾流中其有涡旋效应造成,圆球体形造成涡旋效应最短,压强亏损最短。 
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