摘(zhāi)要:針對天然(ran)氣回流工況(kuang)對孔闆流量(liang)計 上下遊截(jié)面壓力的影(yǐng)響問題，依據(ju)現場數據，采(cai)用solidworks軟📞件建立(lì)DN150标準孔闆流(liú)量計幾何模(mó)型，基于CFD軟件(jiàn)對此狀🚶态下(xia)孔闆✨流量計(jì)内部流場進(jìn)行數值模拟(nǐ)分🔴析。研究發(fā)現:管内天然(ran)氣回流工況(kuàng)越嚴重，對孔(kǒng)闆♉流量計上(shàng)🌈下遊截面🔱壓(yā)力變化影響(xiǎng)越大😘。随着管(guan)輸量的增加(jiā)，回流程度逐(zhu)漸平緩，孔闆(pǎn)處⚽流動幾乎(hū)不受上遊回(huí)流渦旋的影(yǐng)響，上下遊截(jie)面壓力變✔️化(huà)幅♊度較爲穩(wen)定，對孔闆流(liú)量計精度影(ying)響也随之降(jiàng)低。
　　目前，孔闆(pǎn)流量計相對(duì)于其它流量(liang)計具有結構(gou)簡單、耐用可(kě)靠和維修便(biàn)利等優勢，已(yi)經成爲天然(ran)氣🥰行業🏒使用(yòng)最頻繁的--種(zhong)流量計量設(shè)備。但是在城(chéng)市天然氣配(pei)送管網中，客(ke)戶用氣🏃量差(chà)異👄無法消除(chú)田。尤其在用(yòng)氣高峰期，輸(shū)氣站内🔞彙管(guǎn)相連的各供(gong)氣支路相互(hù)影響最爲嚴(yan)重。主要體現(xiàn)在:由于大流(liú)量供氣支路(lù)的管輸量遠(yuan)遠高于小流(liú)量供氣支路(lù)的管輸量，在(zai)彙管的特殊(shū)構造下，導緻(zhi)大流量供氣(qì)支路在輸氣(qì)過程中會迫(po)使小流量供(gòng)氣支路在彙(hui)管連接處發(fa)生天然氣回(huí)流工況，造成(cheng)管内天然氣(qì)流動工況不(bú)穩定，渦⛷️旋加(jiā)劇。從而影響(xiǎng)與小流量供(gong)氣支路相連(lian)的孔闆流量(liàng)計上下遊壓(ya)力，瞬間出現(xiàn)壓⁉️力波動，計(ji)量精度降低(dī)，無🛀法較好的(de)完成計量任(rèn)務。本文依據(ju)某輸氣站供(gòng)氣支路發生(sheng)天然氣回流(liu)工況的現場(chǎng)數據，基于CFD軟(ruǎn)件4，對回流狀(zhuang)态下的孔闆(pan)流量計内部(bù)流場進行系(xì)統分析，得到(dao)不同天然氣(qì)回♌流工況對(dui)孔闆流量計(jì)上下遊壓力(lì)的影響規律(lǜ)，同時提出較(jiào)爲合理的解(jie)決方案。
1模型(xing)建立
　　孔闆流(liu)量計計量原(yuan)理如圖1所示(shi)。孔闆前後取(qǔ)截面1和2,根據(jù)兩截面壓差(cha)換算出某一(yī)時刻天然氣(qi)流量。

　　本文使(shi)用DN150标準孔闆(pǎn)流量計幾何(hé)尺寸，采用solidworks軟(ruan)件建立三💞維(wei)實🥵體模型，利(li)用ICEM-CFD軟件劃分(fèn)網格，壁面設(shè)置4層邊界層(ceng)，比📞例爲1.0。整體(ti)🔅網格劃分在(zài)保證計算精(jīng)度的前提下(xià)，盡量提高計(ji)算效率。選取(qǔ)結構化網格(ge)劃分⭕并在孔(kong)闆👈與管道連(lian)接處作加密(mì)處理，最終得(de)到計算網格(ge)如圖2所示。
 
　　基(jī)于Fluent-CFD軟件，邊界(jie)條件爲(velocity-inlet)入口(kǒu),值取10m/s，和(outlow)出口(kǒu)，采用RANS氣體☀️狀(zhuàng)态方程，RNGk-ε湍流(liu)模型，對流離(li)散格式爲2階(jie)迎風格式，算(suan)法采用🐪耦合(he)🍉求解。從而數(shù)值求解天然(ran)氣回流狀态(tài)下孔闆流量(liàng)♋計内部👈流動(dong)特征。
2計算分(fèn)析
　　某輸氣站(zhàn)供氣實況發(fa)現，由于彙管(guan)結構的影響(xiǎng)因📱素，當🍓小流(liu)量供氣支路(lu)管輸量占比(bǐ)總流量10%時，必(bì)然産生回流(liú)工況且管輸(shu)量越小回流(liú)程度越嚴重(zhòng)。因🐆此分析小(xiǎo)流量供氣支(zhi)路管輸量分(fen)别占比總流(liu)量2%、4%、6%、8%、10%時，天然氣(qì)回流工況對(dui)孔闆流量計(jì)上下👌遊截面(miàn)壓力的影響(xiang)程度。經計算(suan)得到不同輸(shu)量下孔闆流(liú)量計，上下遊(yóu)截面壓力随(suí)軸線距離的(de)變化，如圖3所(suo)示。
 
　　由圖3可知(zhi)，一開始，天然(ran)氣回流工況(kuang)明顯，通過孔(kǒng)闆流量計的(de)👉天然氣流量(liàng)很小，流速很(hen)低，導緻孔闆(pǎn)流量計上下(xià)遊截面處💋形(xíng)成渦旋，壓力(li)變化幅度較(jiao)大，流動極不(bú)均勻。當管輸(shu)量爲2%時，孔闆(pǎn)流量計上下(xia)遊截面壓力(lì)随軸線距離(li)變化程度尤(yóu)爲劇烈。随着(zhe)管☁️輸量逐漸(jiàn)增加，孔闆處(chù)的流動逐漸(jiàn)變🚶‍♀️得較爲均(jun1)勻🙇🏻，但仍然受(shòu)到上🐉遊回流(liu)渦旋的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻影響(xiang)，直接導緻孔(kǒng)闆流量計入(ru)口和出口截(jié)面壓力随軸(zhóu)🐉線距離變化(huà)幅度較大。當(dang)流量接近🌈臨(lin)界值時，孔闆(pǎn)處的流動逐(zhú)漸變得均勻(yún)，孔闆流量計(jì)入口和出口(kou)截面的壓力(lì)變化幅度較(jiào)爲穩定，幾乎(hū)不受，上遊回(hui)流渦旋的影(ying)響🐆。
3結論
　　研究(jiu)發現，随着管(guan)内天然氣回(hui)流工況越嚴(yan)重，對孔闆流(liú)量計上下遊(you)壓力變化影(ying)響程度加劇(jù)，進而對🏒孔闆(pǎn)流量計計量(liàng)精度影響也(yě)越大。随着管(guan)輸量上升，管(guǎn)内天然氣回(huí)流工況趨于(yú)平緩，對孔闆(pǎn)流量計上下(xià)遊壓力變化(hua)影響程度逐(zhu)漸降低，孔闆(pǎn)流量計計量(liang)誤差迅速減(jiǎn)小。因此，建議(yì)在城市天然(rán)氣配送⁉️管網(wang)中的小💞流量(liang)供氣支路上(shàng)遊單獨安裝(zhuāng)調壓閥或止(zhǐ)回閥，可以較(jiao)✨好的阻止天(tiān)然氣回流工(gong)況的發生⛹🏻‍♀️，從(cóng)而較大程度(du)上降低對孔(kong)闆流量計.上(shàng)下遊截面壓(yā)力變化的影(yǐng)響，提😘高計量(liàng)精度。

本文來(lai)源于網絡,如(rú)有侵權聯系(xi)即删除！