不同開孔形狀槽式孔板流場計算

1、不同開孔形狀槽式孔板流場計算Different hole shape groove orifice flow field calculationLiuZechang ； LiuXiao ； QiuWenjieIn this paper ， by using FLUENT software ， with different hole shape groove orifice as a throttling element ， at the same time use the standard k - epsilon turbulence model for two phase flow simu

2、lation of turbulent flow ，complete two phase flow field numerical calculation ， the final obtained before and after the gas liquid two phase fluid through the orifice pressure and velocity contour map 傳統(tǒng)流量計主要是以先分離后測量為主的測量計， 對于很多 小面積的工況很難滿足， 并且設(shè)備費(fèi)用昂貴， 因此為了準(zhǔn)確測量 含液天然氣流量， 急需開發(fā)低成本的在線不分離計量系統(tǒng)， 以滿 足我國高含氣油氣田

3、生產(chǎn)計量的需求， 達(dá)到簡化操作流程、 降低 生產(chǎn)成本、提高油氣田自動化水平和減少開采費(fèi)用的目的。如圖 1是兩相流實(shí)驗裝置圖，實(shí)驗工質(zhì)為空氣 / 水。兩相流 體流型充分發(fā)展后進(jìn)入測量段，在測量段串聯(lián)安裝兩塊槽式孔 板，測量孔板前端壓力、兩塊孔板壓差信號，即：上游孔板壓差(dpi)、下游孔板壓差(dp2)和流體溫度，共四個參數(shù)。充滿 管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的槽式孔板裝置， 在孔板附近造成局部收 縮，流速增加，在其上、下游兩側(cè)產(chǎn)生靜壓力差。在已知有關(guān)參 數(shù)的條件下， 根據(jù)流動連續(xù)性原理和伯努利方程可以推導(dǎo)出差壓 與流量之間的關(guān)系而求得流量。參數(shù)測量方法： 孔板前段壓力測量采用壓力變送器， 取壓點(diǎn) 位于

4、孔板上游；（dpi ）和2卩2）測量采用壓差變送器，兩個孔 板相距15D;流體溫度測量采用熱電阻溫度變送器，變送器位于 孔板下游5D處。圖2為槽式孔板的基本結(jié)構(gòu)，孔板的流通面積 均勻分布在整個管道截面上， 根據(jù)孔徑比的不同， 由若干圈徑向 分布的槽式小孔組成。 本次實(shí)驗中前后孔板的孔徑比分別為 0.4 ， 孔徑比計算公式給出：B :槽式孔板等效孔徑比；Aslot :所有開孔面積；A:管道 橫截面積。 節(jié)流裝置前后的壓差與多相流體的流量及相分率等因 素有關(guān)，可根據(jù)下述關(guān)系式測出多相流體的質(zhì)量流量:Qm毛（n 14 ） d2式中：Qm為混合物的質(zhì)量流量，a為流量系數(shù)，£為可壓 縮系數(shù)，d為孔板的開孔截面直徑，P為流體通過槽式孔板前后 壓差，p為混合物密度。利用前處理軟件 gambit?M 行流體區(qū)域建模， 根據(jù)尺寸坐標(biāo)， 建立如圖 3 所示的三維模型。本文利用計算流體力學(xué)理論，應(yīng)用CFD的前置處理器Gambit 和FLUENT軟件，對槽式孔板的氣液兩相流動特性進(jìn)行了數(shù)值模 擬，通過與標(biāo)準(zhǔn)孔板對比，得出如下結(jié)論:對于兩種開孔形狀不同的槽式孔板，總開口面積相同，但是槽孔的總周長不同，水力半徑是流體的特征長度， 他考慮的是表 面積對流體的阻力影響，因此，增長槽口的開