本文采用负压喷嘴装置对选取的DN80涡街流量计进行重复性稳定性试验,该流量计流量范围为70~700m3/h,参照检定规程”选取Qmin、20%Qmax、40%Qmx、Qm四个流量点开展试验。LBM对DN80涡街流量计检定流场的数值仿真计算,其速度根据试验中测得的流量点给定,数值模拟计算得到的涡街流量计流场信息,输出升阻力变化信息。
通过流场后处理软件Tecplot对其进行分析,可以显示涡街流量计数值仿真的流场信息，可以观测到漩涡的脱落状态分布以及流线速度特征，漩涡的脱落导致涡街流量计漩涡发生体表面的压力分布和升/阻力系数的周期变化。图3给出的是涡街流量计管道流量为640m3/h,Re为50050的流场流线分布及管向速度云图;图4给出的是升力系数在格子时间尺度下的周期变化。涡街流量计仪表的检定过程中，关注的主要是仪表系数,其正比于仪表脉冲系数(或漩涡脱落频率),反比于仪表流量。于是,本文数值仿真关注的主要是涡街流量计的漩涡脱落频率,该频率与涡街漩涡发生体的升力系数变化周期相关,可以通过对升力系数变化信息的分析得到漩涡脱落频率。由于本文是基于LBM的数值模拟，,仿真结果也是立足于格子尺度,漩涡脱落频率要经过当地格子时间比例因子1,的变换获得。利用Matlab傅里叶变换对升力系数变化周期进行频域变换分析,可以得到涡街流量计漩涡发生体的漩涡脱落周期,经过比例因子l,的转换获得当地漩涡脱落周期,进而求得当地漩涡脱落频率。
表1是本文数值仿真得到的涡街漩涡脱落频率与检定装置实测数据的对比,发现计算结果与实验
结果相比误差绝对值在10%以内,考虑到本文没有考虑流场三维效应以及笛卡尔网格处理模型边界分辨率问题,该方法作为基础方法能够用于涡街流量计仿真工程应用。 |
