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