不同安装条件下涡街流量计流场特性的数值仿真研究
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摘要：为研究不同管道条件对涡街流量计测量结果及内部流场产生的影响，该文针对2种不同直管段长度时涡街流量计的旋涡脱落频率进行仿真计算与实验测试，结果显示仿真计算与实验测试结果具有较好的一致性，验证数值仿真用于涡街流量计流场分析的可行性。在此基础上，对上下游直管段长度不足、上游有单个90°弯头、下游有单个90°弯头这3种管道条件下共13种不同长度情况对应的涡街流量计的流场特性进行了仿真计算，结果表明，前端直管段长度的减少对测量结果的影响较后直管段更为明显;信号强度与直管段长度没有直接关系;前端有弯头时，频率值大幅降低，最大误差达-60.62%，弯头离旋涡发生体越近，降幅越大;后端有弯头对测量结果影响相对较小，最大误差为-13.23%。
关键词：涡街流量计;管道条件;安装影响;旋涡脱落频率;流场特性;数值仿真
中图分类号：TB937 文献标志码：A 文章编号：1674-5124（2019）05-0110-06
收稿日期：2019-01-30;收到修改稿日期：2019-03-12
作者简介：陈文琳（1988-），女，甘肃武威市人，工程师，博士研究生，研究方向为工程流体力学。
0 引言
涡街流量计自20世纪60年代末开始研制以来，发展非常迅速，可适用于液体、气体、蒸汽，是一种比较先进、理想的流量仪表[1]。但涡街流量计尚属发展中的流量计，其理论基础及实践经验均较为缺乏，所以仍需对涡街流量计做大量的基础研究，避免在实际使用过程中产生一些预料不到的问题。
涡街流量计在使用过程中对所需直管段长度及管壁粗糙度都有一定要求，其校准结果及流量的稳定性取决于上下游直管段的长度以及节流部件的组成，只有满足相应的要求，涡街流量计才能保持相应精度[2]。上游弯头会使管道中产生不对称回旋流，旋涡的存在会影响取压口附近壁面的压力分布，进而影响流量计的计量结果[3]。英国萨里大学和英国国家工程实验室[2]、日本国家计量科学研究院[4]、天津大学的郑丹丹等[5]都分别针对不同安装条件下的涡街流量计测量性能的变化开展了实验研究。实流实验可以得到一定条件下的具体测量结果，但却无法观察到管道内部流场的变化及特性。
用数值仿真方法研究流体流场能够实时直观地观察到流场的变化，对研究流场的具体...
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