本文采用負壓噴嘴裝置對選取的DN80渦街流量計進行重復性穩定性試驗,該流量計流量范圍為70~700m3/h,參照檢定規程”選取Qmin、20%Qmax、40%Qmx、Qm四個流量點開展試驗。LBM對DN80渦街流量計檢定流場的數值仿真計算,其速度根據試驗中測得的流量點給定,數值模擬計算得到的渦街流量計流場信息,輸出升阻力變化信息。
通過流場后處理軟件Tecplot對其進行分析,可以顯示渦街流量計數值仿真的流場信息，可以觀測到漩渦的脫落狀態分布以及流線速度特征，漩渦的脫落導致渦街流量計漩渦發生體表面的壓力分布和升/阻力系數的周期變化。圖3給出的是渦街流量計管道流量為640m3/h,Re為50050的流場流線分布及管向速度云圖;圖4給出的是升力系數在格子時間尺度下的周期變化。渦街流量計儀表的檢定過程中，關注的主要是儀表系數,其正比于儀表脈沖系數(或漩渦脫落頻率),反比于儀表流量。于是,本文數值仿真關注的主要是渦街流量計的漩渦脫落頻率,該頻率與渦街漩渦發生體的升力系數變化周期相關,可以通過對升力系數變化信息的分析得到漩渦脫落頻率。由于本文是基于LBM的數值模擬，,仿真結果也是立足于格子尺度,漩渦脫落頻率要經過當地格子時間比例因子1,的變換獲得。利用Matlab傅里葉變換對升力系數變化周期進行頻域變換分析,可以得到渦街流量計漩渦發生體的漩渦脫落周期,經過比例因子l,的轉換獲得當地漩渦脫落周期,進而求得當地漩渦脫落頻率。
表1是本文數值仿真得到的渦街漩渦脫落頻率與檢定裝置實測數據的對比,發現計算結果與實驗
結果相比誤差絕對值在10%以內,考慮到本文沒有考慮流場三維效應以及笛卡爾網格處理模型邊界分辨率問題,該方法作為基礎方法能夠用于渦街流量計仿真工程應用。 |
