基于上游漸擴管安裝條件的內錐流量計性能預測
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2.5 數值仿真與實(shí)流實(shí)驗的比較
根據仿真預測結果，針對β＝0.65的內錐流量計，展開(kāi)了在漸擴管安裝條件下的實(shí)流實(shí)驗研究。實(shí)驗在天津大學(xué)流量實(shí)驗室完成，實(shí)驗時(shí)根據實(shí)驗裝置的現有能力盡可能拓展了雷諾數范圍。圖7為＝0.65數值仿真與實(shí)流實(shí)驗的C-Re曲線(xiàn)。
圖7 仿真/實(shí)驗C-Re曲線(xiàn)（β＝0.65）
2.6 誤差來(lái)源分析
（1）湍流模型輸運各向異性導致預測精度存在差異，另外，在錐體尾部流動(dòng)出現分離，產(chǎn)生一個(gè)較大的旋渦區，而錐體尾部的取壓口恰好位于旋渦區中。因此，對旋渦區的計算精度，會(huì )直接影響差壓值計算的準確度，而差壓值與流出系數值直接相關(guān)。
（2）本實(shí)驗中采用RNG k-ε模型，該模型雖修正了湍動(dòng)黏度，并在ε方程中增加了一項，從而反映了主流的時(shí)均應變率，但RNG k-ε模型仍是針對充分發(fā)展的湍流是有效的，即是高Re數的湍流計算模型，而在漸擴安裝條件下，雷諾數較小，從而限制了預測精度。
3 評價(jià)方法與建議的直管段長(cháng)度
通常將附加不確定度Δσ和平均流出系數相對誤差δc珋作為安裝條件的主要評價(jià)標準。當Δσ與δc珋均小于0.5％時(shí)，認為漸擴管安裝條件對內錐流量計的影響可忽略，直管段長(cháng)度適當；當δc珋≥1％或Δσ和δc珋均大于0.5％時(shí)，直管段長(cháng)度不適當；當Δσ、δc珋兩者之一遠小于0.5％，另一值在0.5％～1％之間，此時(shí)直管段長(cháng)度需謹慎使用。
根據以上評價(jià)方法，仿真預測結果表明：β值為0.45，0.65時(shí)的上游漸擴管直管段長(cháng)度為1D；對于0.85的內錐上游漸擴管直管段長(cháng)度最少為2D。
本研究中，通過(guò)仿真預測并對β值為0.65的內錐流量計進(jìn)行了實(shí)驗驗證，實(shí)驗根據天津大學(xué)流量實(shí)驗室水流量實(shí)驗裝置的現有能力，盡可能拓展了雷諾數的范圍。本研究結果與美國MCC.公司給出的結果進(jìn)行了對比，如表3。
表3 仿真/實(shí)驗研究結果與美國MCC.公司數據的比較
4 結論
開(kāi)展了基線(xiàn)實(shí)驗和上游漸擴實(shí)驗兩類(lèi)研究，涉及3種節流比，仿真和實(shí)驗一共進(jìn)行了15組。將平均流出系數相對誤差與附加不確定度作為上游漸擴管對內錐流量計性能影響的主要評價(jià)指標。仿真預測結果和實(shí)驗結果吻合，并與國外相關(guān)實(shí)驗數據進(jìn)行了對比，給出了不同的研究結論。在本研究雷諾數范圍內，研究得出了β值為0.45，0.65所需直管段長(cháng)度為1D，而β值為0.85所需直管段長(cháng)度最小為2D的結論。(end)
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