本文關(guān)鍵詞：U型反射體超聲波熱量表流量計(jì)量的水流動(dòng)態(tài)特性數(shù)值分析

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【摘要】：近年來，伴隨著城市的建設(shè)發(fā)展，環(huán)境問題和能源危機(jī)不斷出現(xiàn)，城市集中供熱由于在環(huán)保和節(jié)能方面的作用而倍受關(guān)注，得到快速發(fā)展。由于供暖分戶計(jì)量的要求，戶用熱量表成為集中供熱系統(tǒng)用戶端常用的計(jì)量設(shè)備。然而，熱量表計(jì)量的可靠性會(huì)直接影響熱計(jì)量收費(fèi)的合理性，最終影響集中供熱系統(tǒng)的節(jié)能效果。 超聲波熱量表流量測(cè)量的精度與流場(chǎng)有直接的關(guān)系，如中心軸線瞬時(shí)線速度的穩(wěn)定性反映了非穩(wěn)態(tài)條件下超聲波聲道速度的穩(wěn)定性，還有，線平均速度與面平均速度之差的穩(wěn)定性反映了流量換算的可靠性，這種可靠性由流量計(jì)量修正系數(shù)K值來體現(xiàn)。流量測(cè)量精度要求在測(cè)量范圍內(nèi)的不同流量下K值能保持相對(duì)穩(wěn)定。 該課題以U型反射體超聲波熱量表基表為研究對(duì)象，建立了與實(shí)體同樣大小的U型反射體超聲波熱量表基表物理模型，采用大渦模擬數(shù)值方法對(duì)管道內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律，流場(chǎng)分布進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，分析了在不同流速、不同縮徑通道斷面的條件下，中心軸線瞬時(shí)線速度的穩(wěn)定性及熱量表流量計(jì)量修正系數(shù)K值的穩(wěn)定性，并對(duì)熱表前后接管長(zhǎng)度對(duì)測(cè)量精度的影響也進(jìn)行了計(jì)算分析。 文章分析了管道內(nèi)流場(chǎng)規(guī)律，可以看到在上游圓柱后產(chǎn)生了對(duì)稱渦旋，而在下游圓柱后產(chǎn)生了交替增長(zhǎng)的高速流動(dòng)區(qū)域和大小不一的渦旋。結(jié)果表明，熱量表流量計(jì)量修正系數(shù)K值隨著雷諾數(shù)的降低而增大，而壓力損失卻隨著雷諾數(shù)的降低而減小。分析得知，當(dāng)雷諾數(shù)處于較大數(shù)值區(qū)域內(nèi)時(shí)，熱量表的K值更接近出廠檢測(cè)K值，，同時(shí)，縮徑通道尺寸的減小能夠增強(qiáng)K值的穩(wěn)定性，但也增加了管道進(jìn)出口的壓力損失。此外，通過分析比較得出熱量表上游直管段的長(zhǎng)度尺寸會(huì)對(duì)熱量表修正系數(shù)K值產(chǎn)生影響，而下游直管段的長(zhǎng)度尺寸對(duì)其基本沒有影響。 本文的研究成果對(duì)超聲波熱量表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化和水流特性的研究具有一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】：超聲波熱量表 大渦模擬 流量計(jì)量 水流特性 壓力損失
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU995
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景和意義9
• 1.2 熱量表的國(guó)內(nèi)外發(fā)展9-11
• 1.3 熱量表的種類11-13
• 1.3.1 熱量表的工作原理11
• 1.3.2 熱量表的基本組成11
• 1.3.3 熱量表的種類11-12
• 1.3.4 超聲波熱量表的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容13-15
• 第二章 數(shù)值計(jì)算方法15-22
• 2.1 CFD 簡(jiǎn)介15-16
• 2.2 FLUENT 簡(jiǎn)介16-17
• 2.2.1 網(wǎng)格技術(shù)16
• 2.2.2 數(shù)值技術(shù)16-17
• 2.3 GAMBIT 簡(jiǎn)介17-18
• 2.4 湍流簡(jiǎn)介18
• 2.5 湍流模型18-21
• 2.5.1 直接數(shù)值模擬 DNS18-19
• 2.5.2 大渦數(shù)值模擬19
• 2.5.3 基于雷諾平均 N-S 方程組的模型19
• 2.5.4 湍流模型的比較與選擇19-21
• 2.6 本章小結(jié)21-22
• 第三章 數(shù)值計(jì)算模型的建立22-26
• 3.1 幾何模型的建立22-23
• 3.1.1 幾何模型22
• 3.1.2 計(jì)算模型22-23
• 3.2 模型網(wǎng)格劃分23
• 3.3 數(shù)值計(jì)算方法23-25
• 3.3.1 數(shù)學(xué)模型23-25
• 3.3.2 定解條件25
• 3.4 本章小結(jié)25-26
• 第四章 計(jì)算結(jié)果及分析26-53
• 4.1 時(shí)間步長(zhǎng)的選取26-28
• 4.2 基表內(nèi)有限空間繞流流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)分析28-35
• 4.2.1 流速為 3m/s 的熱量表管道內(nèi)基表流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)分析28-30
• 4.2.2 流流速為 1.5m/s 的熱量表管道內(nèi)基表流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)分析30-32
• 4.2.3 流速為 0.034m/s 的熱量表管道內(nèi)基表流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)分析32-35
• 4.3 熱量表瞬時(shí)線平均速度的穩(wěn)定性分析35-45
• 4.3.1 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的流量36
• 4.3.2 中心軸線瞬時(shí)線平均速度的穩(wěn)定性分析36-45
• 4.4 出廠檢驗(yàn)測(cè)量點(diǎn)的 K 值分析45-47
• 4.4.1 流量修正系數(shù) K 值45
• 4.4.2 縮徑通道為 17mm 的熱量表出廠檢驗(yàn)的三個(gè)測(cè)量點(diǎn)45-46
• 4.4.3 縮徑通道為 16mm 的熱量表出廠檢驗(yàn)的三個(gè)測(cè)量點(diǎn)46
• 4.4.4 縮徑通道為 15mm 的熱量表出廠檢驗(yàn)的三個(gè)測(cè)量點(diǎn)46-47
• 4.5 出廠檢驗(yàn)的 K 值適用范圍47-50
• 4.5.1 縮徑通道尺寸為 17mm 的測(cè)量點(diǎn)47-48
• 4.5.2 縮徑通道尺寸為 16mm 的測(cè)量點(diǎn)48-49
• 4.5.3 縮徑通道尺寸為 15mm 的測(cè)量點(diǎn)49-50
• 4.6 熱量表壓力損失分析50-52
• 4.7 本章小結(jié)52-53
• 第五章 安裝距離對(duì)熱量計(jì)量的影響53-59
• 5.1 計(jì)算幾何模型53
• 5.2 定解條件53
• 5.3 熱量表流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)分析53-56
• 5.3.1 0.2m/s 流速下熱量表流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)分析54
• 5.3.2 0.4m/s 流速下熱量表流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)分析54-56
• 5.4 安裝距離對(duì)熱量表 K 值穩(wěn)定性的影響56-57
• 5.5 進(jìn)出口壓力損失57-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 第六章 結(jié)論與展望59-61
• 結(jié)論59-60
• 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果64-65
• 致謝65

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 鄺衛(wèi)華;黃家強(qiáng);潘旭楓;陳彪彪;;基于Fluent的超聲波流量計(jì)水流特性研究[J];管道技術(shù)與設(shè)備;2013年05期

2 王漢卿;;超聲波流量計(jì)的測(cè)量誤差[J];節(jié)能;1988年05期

3 劉有博;;超聲波流量計(jì)的原理及應(yīng)用研究[J];科技致富向?qū)?2012年09期

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5 李家春,吳承康;環(huán)境力學(xué)與可持續(xù)發(fā)展[J];力學(xué)進(jìn)展;1998年04期

本文編號(hào)：925838