橫板型穩壓罐氣液兩相流場數值模擬及流量穩定性研究

于陸軍, 曹久瑩, 馬宇明, 候松粱, 鄭海富

(江蘇省計量科學研究院, 江蘇 南京 210023)

1 引 言

液體流量標準裝置不確定度主要來源由時間系統、換向器、電子秤(工作量器)構成[1]。高精度時間發生器、性能優良的換向器、高等級電子秤可以保證整套裝置實現較好的不確定度。但流量穩定性則難于掌控,影響因素較多,與水塔、水泵、穩壓罐、換向器、閥門等都有密切關系[2]。影響裝置穩定性的水塔、換向器等因素一直是研究探討的熱門問題[3～5],但對于水泵及穩壓罐穩壓系統涉及較少。水泵和穩壓罐作為液體標準裝置的動力源和壓力源,二者決定了整套裝置的流量穩定度,所以有必要研究水泵出口脈動和穩壓罐的流場結構對流量波動系數的影響。Kim S H[6]提出一個組合穩壓系統數學模型,應用脈沖響應法和遺傳算法分析水力瞬變過程,研究脈動衰減性能,在解析方程組時設定了恒壓,沒有考慮罐體形狀和局部壓力損失。王建中等[7]依據實驗和理論方法分析了組合穩壓系統的穩壓效果,對穩定性4種計算公式進行了討論,給出了影響流量穩定因素的數學方程。高潤冬[8]基于定常入口和單相液態流場,通過數值模擬研究了臥罐內不同豎板高度罐內流場特征差異,根據模擬結果指導設計了標準裝置。文獻[9]應用數值模擬分析了隔板結構對穩壓性能的影響程度,驗證了3塊橫隔板結構的合理性,但對于入口脈動沒有討論。關于泵出口脈動頻率等因素對橫板穩壓罐性能影響和罐內流場結構的討論,鮮見文獻報道。……