内锥式流量计数值模拟及优化设计.pdfVIP

第 32卷第 7期 工 程 热 物 理 学 报 Vo1．32，No．7 2011年 7月 JOURNALOF ENGINEERING THERMOPHYSICS Ju1．，2011 内锥式流量计数值模拟及优化设计 魏 灿 谭 超 董 峰 (天津市过程检测与控制重点实验室，天津大学电气与 自动化工程学院，天津 300072) 摘 要 多相流过程参数的准确测量在石油化工与冶金工业等工业过程中十分重要 。内锥式流量计作为一种新型差压流 量计在多相流测量中逐渐受到关注，它能在较短的直管段条件下对流体实现准确的测量，但其结构尚存在优化的空间，需 进行深入研究。本文对传统内锥式流量计做结构变形和优化研究，利用计算流体力学 (CFD)方法对 DN50mIil水平管道 中内锥变形体的流场进行数值模拟，分析在不同结构参数下锥体的水力特性以优化结构 。数值仿真结果表明，综合内锥式 流量计在取压点、永久压损及测量精确度等因素，优化后的结构可以显著降低永久压损，提高测量重复性和精确度 。 关键词 多相流测量；内锥式流量计；压损；CFD 中图分类号：TP274．5 文献标识码：A 文章编号：0253231X(2011)07-116504 Num ericalSimulation and Optim alDesign forConeFlowm eter W EICan TAN Chao DONG Feng (TianjinKeyLaboratoryofProcessMeasurementandControl，SchoolofElectricalEn neeringandAutomation， TianjinUniversity,Tianjin 300072，China) Abstract Parametermeasurem entofmultiphaseflow isofgreatimportanceinavarietyofindustrial processes，suchaspetroleum industry,chemicalindustry，metallurgicalindustry，etc．Theconeflowme— ters，asanewlydevelopeddifferentialpressuremeter，havereceivedgrowingattentionofengineersand academicresearchersinmultiphaseflow measurement．Itcanaccuratelymeasuremultiphaseflow rate inalessstraightpipe．However，thereisstillneedtooptimizetheconestructureandimprovetheper- formanceofconemeters．Inthispaper，adeformationofconemeterispresented，anditsflow fieldin ahorizontalpipeof50mm innerdiameterwerenumericallysimulatedwithComputationalFluidDy- namics(CFD)method，andthehydrauliccharacteristicsoftheconeofdifferentstructuralparameters wereanalyzedtooptim izethestructure．Thesimulation showsthattheoptimalstructurecansignifi— cantlyreducetheperm anentpressurelossand im provethem easurementrepeatability andaccuracy． Keywords multiphaseflow measurement；coneflowmeter；pressure】oss；CFD 0 引