插入式電磁流量計(jì)測(cè)量方式及原理 三十五
2 3 4插入式電磁流量計(jì)鈍體繞流現(xiàn)象
由于在管道內(nèi)流體流動(dòng)方向上插入了非流線型流量傳感器,在計(jì)算流體流速分布時(shí)必須考慮流體的鈍體繞流現(xiàn)象。
鈍體繞流問題,是指流體在經(jīng)過某鈍形物體時(shí)流體將產(chǎn)生一系列變化的問題。雖然在科學(xué)和工程界已經(jīng)研究多年,但迄今為止,仍然是流體力學(xué)研究的熱點(diǎn)問題,特別是在邊界層分離、尾流、渦街、渦引起的振動(dòng)、動(dòng)量平衡、對(duì)鈍體的升力和阻力等方面仍存在著不同的觀點(diǎn)和研究方法。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察,當(dāng)流體繞過非流線型柱體時(shí),由于邊界層的不穩(wěn)定性,使流動(dòng)分離產(chǎn)生的旋渦有一定的規(guī)律。當(dāng)雷諾數(shù)較高時(shí),旋渦在柱體的某一側(cè)形成并分離時(shí),則另一側(cè)就不可能形成旋渦,而只為旋渦形成與分離做準(zhǔn)備。只有當(dāng)某一側(cè)旋渦離開柱體一定距離后,另一側(cè)才可能形成旋渦,于是在主體兩側(cè)形成膠體的有規(guī)律的旋渦列,這就是渦街口。
A圓柱繞流的速度場(chǎng)分布
B升力系數(shù)曲線圖
C.升力系數(shù)曲線的EFT曲線
在Re=40情況下,圓柱體的仿真結(jié)果圖
在進(jìn)行實(shí)際數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)來研究插入式電磁流量計(jì)的流場(chǎng)變化情況前,課題組通過在集群計(jì)算機(jī)上用CFD軟件Fluent對(duì)二維流體的速度場(chǎng)和升力系數(shù)進(jìn)行了模擬仿真,可以很清楚的看到流體經(jīng)過圓柱體后,在柱體的兩端有明顯的變化產(chǎn)生。所述的升力系數(shù)反映了升力的變化情況,也就是渦街脫落的變化情況,體現(xiàn)了流速的變化情況。從圖中可以看到,流體流動(dòng)時(shí),在插入式電磁流量計(jì)傳感器的兩側(cè)會(huì)存在繞流現(xiàn)象。
電磁流量計(jì)