湍流模型升高车计量阀门内部流动是复杂的三维湍流流动    从化出租升高车, 从化租赁升高车, 从化升高车多少钱  流体流动控制方程,  升高车计量阀门的内部流动是一种复杂的三维湍流流动，对于所有的流体运动都要遵循流体流动控制方程：（1）连续性方程单位时间内通过单位体积流体的质量流量差为密度变化所引起的质量变化值，连续性方程可表示为：引入矢量符号后，连续性方程可写成，ρ为流体密度，可压缩流体的密度ρ随着温度、压力等变化，t为时间，u、v、w为在x、y、z这三个方向上的速度分量，连续性方程适用于一切流体。（2）动量守恒方程单位体积流体的动量变化量与作用在该体积流体上的质量力和表面力之和是相等的。z，符号uS、vS和wS是动量守恒方程的广义源项。（3）伯努利方程伯努利方程指出流体在任一截面上位能、压能和动能总和保持不变，并可以相互转换，即能量守恒。有势的质量力可用质量力的势函数表示，压强对坐标的全微分可表示为：作用在运动流体上的粘性摩擦力f为负值，即粘性摩擦力的方向与流体沿流线运动的方向相反。

     湍流模型计量阀门内部流动是复杂的三维湍流流动，特别对于旋进旋涡流量计来说，选择合适的湍流模型是本研究能否顺利进行的关键。本文对三种不同的湍流模型进行了比较，发现RNG湍流模型在涡流和旋转流时对流动进行了适当修正，更适合用于模拟计量阀门内部的湍流流动。RNG湍流模型的湍动能方程：RNG湍流模型的湍动能耗散率方程：湍流流动时的主流受到旋转或涡流的影响比较严重，RNG湍流模型对湍流粘度进行适当修正，并考虑到涡流和旋转的影响，kG、bG分别为平均速度梯度和浮力产生的湍流动能，MY是湍流脉动引起的整体功耗，ka和a分别为k和的逆有效普朗特数，t0为湍流粘度，旋涡特征数评估，sa为不同流动状态下的旋涡常数。

     模型建立和参数设置,  对计量阀门内部流道利用Solidworks软件进行三维模型，对建立好的计量阀门各部分进行网格划分。计量阀门的三维模型和部分结构网格，在数值模拟中套筒调节阀和旋进旋涡流量计的起旋器、管道喉部和消旋器采用非结构化网格，其它部分均采用结构化网格，由于计量阀门的阀门开度和内部直管道长度的差异，网格总数控制在500万左右。本文在不同阀门开度、不同进口速度下对计量阀门进行瞬态数值模拟，在对计量阀门数值模拟的过程中，进口和出口边界条件分别为质量流量进口和压力出口，并对a、b、c、d和与c点关于XOY平面对称的e点的压力变化进行监测。瞬态时间步长根据入口流速设置。进口速度2m/s、4m/s、6m/s、8m/s瞬态时间步长1.6×10-4s、8×10-5s、5.5×10-5s、4×10-5s空气介质密度1.205kg/m3阀门相对位置10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%管道直径50mm环境温度293.15K压力监测点位置a、b、c、d、e计量阀门内部直管道长度0、50mm、100mm、200mm套筒调节阀直管道旋进旋涡流量计.

      网格无关性验证对计量阀门进行全流场分析的过程中，三维计算模型网格数的选择是提高计算结果精度的关键，我们既要保证较高的计算精度，又希望尽可能地提高计算效率，因此，对计量阀门做了网格无关性验证。通过流量系数对三维计算模型在不同数量网格下的计算精度进行分析，选择合适的网格数。我们对计量阀门三维模型进行数值模拟，选择六种不同的网格数，得到计量阀门在不同数量网格下的流量系数，在计量阀门的流量系数方面，当网格数在90万、160万、250万时，计量阀门的流量系数差异比较明显，随着网格数的增加，计量阀门的流量系数基本保持不变，也就意味着当网格数大于350万时，网格数对计量阀门计算结果精度的影响较小，因此我们选用的网格总数控制在500万附近。阀门开度为100%时，计量阀门在不同网格数下的流量系数的过程中，还需要对数值模拟结果的准确性进行实验验证。为使研究结果更加准确，搭建了研究不同过流断面对计量阀门特性影响的气相输送实验台，在不同工况条件下，对计量阀门的流阻特性和计量特性进行实验研究。

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     管道系统在实验过程中，主要改变的是阀门和流量计的安装位置、阀门开度、流体介质的流量和计量阀门内部直管道长度，在改变这些因素的情况下对计量阀门特性进行分析研究。管路系统中的计量阀门为套筒调节阀和旋进旋涡流量计的组合，通过控制台监测管路中的流量、压力、温度等参数，流体介质为空气.  空气压缩机：本文采用双螺杆空气压缩机，该类型压缩机将通过螺杆将空气压缩并输送到管路中，将机械能转化为了气体压力能。除湿机：冷凝式干燥机通过冷凝的方式将输送介质中的湿份冷凝溢出，是一种利用能量对介质进行干燥的设备。储气罐：主要的作用是稳压和储气，保证输送到管路中的气体压力处于稳定范围内。所采用的储气罐为不锈钢材料焊接而成，压力承受范围为0~2MPa，容量为2m3，在储气罐壁面安装压力传感器，在储气罐顶端还装有安全阀。气动球阀：通过气动执行器控制球阀的启闭，本文采用气动球阀的直径为50mm。涡轮流量计：根据流量计内部涡轮的转数与流体介质的流量成正比的原理研制而成，本文采用气体涡轮流量计的流量范围为6~100m3/h，当流量在6~20m3/h时，误差为±2%，当流量在20~100m3/h时，误差为±1%。20调节阀：通过电动执行器驱动阀杆带动阀芯运动，起到控制流量的目的。压力传感器：用于测量管路系统中的压力，水平布置在计量阀门的上下游管道上。压力传感器量程为0~0.4MPa，响应时间小于1ms。

      实验研究方法, 根据管路设计进行计量阀门实验研究，实验所采用的管道直径D为50mm，始终保证涡轮流量计前后直管道要求，为了使压力传感器测得的值为湍流充分发展后的压力值，压力传感器分别布置在计量阀门上游250mm(5D)和下游500mm(10D)位置处。本文在不同的进口速度和阀门开度下进行计量阀门的流阻特性实验和误差分析实验。

     (1)流阻特性实验对计量阀门进行流阻特性实验研究，通过实验获得不同工况下计量阀门前后端的压力值和管道实际流量，并带入流阻特性计算公式得到计量阀门在不同开度下的流阻特性曲线。在实验过程中，储气罐的压力控制在0.35MPa左右，通过调节前调节阀改变流体介质的流速，流体进口速度分别为2m/s、4m/s、6m/s、8m/s时。在不同进口速度下，改变套筒调节阀的开度，记录在不同阀门开度下，计量阀门上下游压力传感器测得的压力和管路系统的流量值。

    (2)误差分析实验误差分析实验主要是用来测量计量阀门在不同工况下的计量误差，误差分析实验主要由涡轮流量计和旋进旋涡流量计组成，具体的实验方法如下：1、管路系统实际流量的测量。在拆掉套筒调节阀，在满足涡轮流量计和旋进旋涡流量计的前后直管道要求的条件下，通过改变流体的流量观察涡轮流量计和旋进旋涡流量计读数的变化。涡轮流量计和旋进旋涡流量计的流量关系曲线，横坐标为涡轮流量计的流速1V，纵坐标为在同一时刻涡轮流量计和旋进旋涡流量计显示的流量值。发现涡轮流量计和旋进旋涡流量计在相同速度进口下的流量值近似一致。利用Matlab软件将两曲线进行拟合，得到涡轮流量计和旋进旋涡流量计流量之间的关系为：y为旋进旋涡流量计的流量值，x为涡轮流量计的流量值。通过Matlab软件分析，两曲线的拟合度为0.9947，说明该拟合方程对于两曲线有较好的拟合效果。即使管路中加入套筒调节阀，我们也可以根据涡轮流量计和旋进旋涡流量计的关系式，获得在不安装套筒调节阀条件下旋进旋涡流量计测得的真实流量值。2、计量阀门误差分析。在安装套筒调节阀后，旋进旋涡流量计周围的流体扰动增加，旋进旋涡流量计的精度在流体扰动的影响必会降低，为了能够分析旋进旋涡流量计的误差，涡轮流量计的引入是必要的。在这种情况下，涡轮流量计显示的数值为真实值，并将涡轮流量计的数值带入，得到的是在不安装套筒调节阀情况下旋进旋涡流量计的真实值，根据误差计算公式可获得旋进旋涡流量计的误差。其中，误差计算公式可表示，相对误差；旋进旋涡流量计显示的真实值；NQ为标准流量值，标准流量值是将涡轮流量计的真实值带入得到的。

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