【摘要】：隨著我國北方城市供熱規(guī)模的擴大,熱源出口流量不斷增大,大口徑管道熱量貿(mào)易結(jié)算問題越來越突出。熱量表是由流量傳感器、配對溫度傳感器和熱量積分計算顯示器三部分構(gòu)成,流量計量多選用孔板流量傳感器。目前大型熱源出口處熱水輸送管線的管徑動輒在DN1000以上,而國內(nèi)標準GB2624規(guī)范中規(guī)定的孔板流量傳感器管徑應用范圍為DN50~DN1000,只有在此范圍內(nèi)才能保證其測量特性,國際標準ISO5167亦如此規(guī)定。由于對DN1000以上的大口徑孔板流量傳感器進行現(xiàn)場標定幾乎不可能實現(xiàn),故本文采用數(shù)值模擬方法對安裝焊縫和前置彎頭的特定安裝條件下孔板流量傳感器及其測量管段流場變化進行仿真,分析流出系數(shù)C值的變化,為大口徑孔板流量傳感器更好地用于能源計量提供一定的參考。利用Fluent軟件對無斜角孔板流量傳感器設(shè)計工況(常用流量)進行標模,驗證所建模型的可靠性。采用上述物理模型對設(shè)計工況下的(5160t/h,8029t/h)之間多組流量進行模擬,不同流量工況下的流出系數(shù)C值與常用流量(設(shè)計工況)的流出系數(shù)C_0值偏差在(0.28%,-0.29%)之間變化,常用流量(設(shè)計工況)對應的流出系數(shù)C_0值對孔板流量傳感器的整個量程范圍都是適用的。大口徑有斜角孔板的壓差值小于無斜角的孔板的壓差,壓差減小了0.4%。當孔板前端焊縫位于前端取壓口上游時,焊縫距離孔板1300mm,與設(shè)計工況的流出系數(shù)C_0值偏差0.40%,對流量測量造成的影響相對較小;當孔板前端焊縫位于前端取壓口下游時,焊縫分別距離孔板100mm、700mm和1000mm,流出系數(shù)C值與設(shè)計工況的偏差分別為1.16%、0.64%和0.60%;當前端焊縫位于前端旋渦區(qū),焊縫距離孔板400mm,流動發(fā)生壁面分離區(qū),與設(shè)計工況的流出系數(shù)C_0值偏差為3.73%,流出系數(shù)C值明顯增大。孔板前端焊縫距孔板前端的長度從100mm到1300mm時,流出系數(shù)與偏差都呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。單彎頭和平面雙彎頭位于孔板上游時,按照GB2624和ISO5167規(guī)定小口徑所需的彎頭后直管段長度設(shè)置直管段長度,此時流出系數(shù)C值與設(shè)計工況的流出系數(shù)C_0值偏差為0.96%和2.96%,造成流量測量偏小,與GB2624及ISO5167中的0.5%的不確定度不相符,驗證了GB2624和ISO5167規(guī)定小口徑所需的彎頭后直管段長度不能滿足大口徑的應用。單彎頭后的直管段長度從15D變化到22.5D,偏差從1.67%變化到0.79%,平面雙彎頭后的直管段長度從16D變化到22D,偏差3.48%變化到2.96%,平面雙彎頭的對下游流場擾動更為劇烈。
【圖文】：

圖 1-1 孔板測量段出現(xiàn)焊縫及彎頭 圖 1-2 孔板測量段出現(xiàn)彎頭及變徑本課題就在這樣的背景下，對管內(nèi)流動為高溫流體的大口徑孔板流量傳感器進行流場模擬和分析，并與設(shè)計工況對比，從而對實際運行條件下流量計數(shù)據(jù)的有效性進行評價。

圖 1-1 孔板測量段出現(xiàn)焊縫及彎頭 圖 1-2 孔板測量段出現(xiàn)彎頭及變徑本課題就在這樣的背景下，對管內(nèi)流動為高溫流體的大口徑孔板流量傳感器進行流場模擬和分析，并與設(shè)計工況對比，，從而對實際運行條件下流量計數(shù)據(jù)的有效性進行評價。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH814

【參考文獻】

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本文編號：2704972