本发明专利技术涉及管道中流体流量测量技术领域，特别涉及一种小口径一体化高精度孔板流量计的设计工艺，第一步、建立孔板流量计的流体域几何模型；第二步、对所建立的孔板流量计的流体域进行有限元网格划分；第三步、设定流体域的边界条件；第四步、设定在整个测量流量范围内的分段数n，n为大于1的整数；第五步、根据测量流量范围和分段数n，确定公比q；第六步、根据测量流量范围和公比q，按等比级数关系确定流体流量曲线上各分段的段点值；第七步、对流体流量曲线上的每一区间，进行流量计算包括本发明专利技术的有益效果为：提高小口径一体化孔板流量计的精度。的精度。
【技术实现步骤摘要】
一种小口径一体化高精度孔板流量计的设计工艺
[0001]本专利技术涉及管道中流体流量测量
，具体涉及一种小口径一体化高精度孔板流量计的设计工艺。
技术介绍
[0002]流量计大批量使用于流体工程中的管道流体流量测量，常见的流量计有浮子流量计、孔板流量计，文丘管流量计等。传统孔板流量计具有计价高、体积大、流阻大、精度低等缺点。
[0003]2005 年，化学工业出版社出版的《流量测量装置设计手册》，2010 年4 月出版的第31 卷第2 期《核动力工程》刊登的论文“多孔板流量测量的实验研究”，以及《钢结构》2006年第5 期第21 卷刊登的“基于均匀化方法的多孔板结构设计数值研究”等三篇文献中，分别介绍了多孔板的孔径、开孔率与阻力系数、压力损失、流量之间的关系和经验公式。但是这些公开的文献中提及的关系式和经验公式均为针对特定条件下，特定多孔孔板结构形式和非可压缩流体的解析计算。它忽略了多孔孔板几何结构和流体的可压缩性对阻力系数、压力损失、流量的影响，因此具有较大的误差和较差的适用性。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种小口径一体化高精度孔板流量计的设计工艺。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种小口径一体化高精度孔板流量计的设计工艺，其特征在于，包括以下步骤：第一步、建立孔板流量计的流体域几何模型；第二步、对所建立的孔板流量计的流体域进行有限元网格划分；第三步、设定流体域的边界条件；第四步、设定在整个测量流量范围内的分段数n，n为大于1的整数；第五步、根据测量流量范围和分段数n，确定公比q；第六步、根据测量流量范围和公比q，按等比级数关系确定流体流量曲线上各 分段的段点值；第七步、对流体流量曲线上的每一区间，进行流量计算。
[0006]本专利技术进一步的设置是：第三步包括设定流体介质的密度和动力学粘度以及可压缩流体的相关参数、求解得到流体域内部介质的流量分布云图和压强分布云图以及对该种孔板流量计的分度值和量程进行标记。
[0007]本专利技术进一步的设置是：所述孔板流量计的开孔率与阻力系数、压力损失、流量之间的关系是建立在多孔孔板流量计几何模型基础之上。
[0008]本专利技术进一步的设置是：所述的孔板流量计的开孔率与阻力系数、压力损失、流量之间的关系是建立在可压缩流体基础之上。
[0009]本专利技术进一步的设置是：对流体流量曲线上的每一区间m，进行如下流量计算： W m = 0.0126 · D 2 · α m · β 2 · ϵ m · γ · ΔP 式中：W m：流体流量(kg/h)D：流量计内径(mm) α m：流量系数β：孔径比(d/D)，d为工作条件下节流件的节流孔或喉部直径，D 即流量计内径 ε m：可膨胀系数γ：流体比重(kg/m 3) ΔP：压差(Pa)m：区间编号，分别为取1，2
…
，n对于不同的区间m，采用该区间中对应压差ΔP的流量系数α m和可膨 胀系数ε m。
[0010]本专利技术的有益效果为：本专利技术计算方法省略了繁琐且难以精确计算的阻力系数、压力损失和流量值，同时也考虑了孔板流量计几何因素对流量计使用过程中的影响情况，有限元方法计算获得的结果值的精度远远高于经验公式的结果，在流速和压强分布云图中能够更加直观的分析孔板流量计的高压区域流体波动情况和低压区域的流场紊乱情况，而且能够考虑环境因素和流体介质因素，为小口径一体化高精度孔板流量计的实际应用提供理论指导和安全保障，由于本专利技术采用等比级数分段法对整个测量流量范围进行分段，故其比值在保证同样分段数时得到最小的相对比值，由于本专利技术采用等比级数分段法对整个测量流量范围进行分段，故可在大范围度及高精度测量时，达到较高的水平，也即本专利技术大大提高了孔板流量计的测量范围度和精度。
具体实施方式
[0011]本具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对本专利技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本专利技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。
[0012]一种小口径一体化高精度孔板流量计的设计工艺，其特征在于，包括以下步骤：第一步、建立孔板流量计的流体域几何模型；第二步、对所建立的孔板流量计的流体域进行有限元网格划分；第三步、设定流体域的边界条件：设定流体介质的密度和动力学粘度以及可压缩流体的相关参数、求解得到流体域内部介质的流量分布云图和压强分布云图以及对该种孔板流量计的分度值和量程进行标记。
[0013]第四步、设定在整个测量流量范围内的分段数n，n为大于1的整数；第五步、根据测量流量范围和分段数n，确定公比q；第六步、根据测量流量范围和公比q，按等比级数关系确定流体流量曲线上各 分段的段点值；第七步、对流体流量曲线上的每一区间，进行流量计算。
[0014]孔板流量计的分度值和量程标定是通过有限元计算的方法进行的。
[0015]孔板流量计的开孔率与阻力系数、压力损失、流量之间的关系是建立在多孔孔板流量计几何模型基础之上。
[0016]孔板流量计的开孔率与阻力系数、压力损失、流量之间的关系也可以是建立在可
压缩流体基础之上。
[0017]对流体流量曲线上的每一区间m，进行如下流量计算： W m = 0.0126 · D 2 · α m · β 2 · ϵ m · γ · ΔP 式中：W m：流体流量(kg/h)D：流量计内径(mm) α m：流量系数β：孔径比(d/D)，d为工作条件下节流件的节流孔或喉部直径，D 即流量计内径 ε m：可膨胀系数γ：流体比重(kg/m 3) ΔP：压差(Pa)m：区间编号，分别为取1，2
…
，n对于不同的区间m，采用该区间中对应压差ΔP的流量系数α m和可膨 胀系数ε m。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种小口径一体化高精度孔板流量计的设计工艺，其特征在于，包括以下步骤：第一步、建立孔板流量计的流体域几何模型；第二步、对所建立的孔板流量计的流体域进行有限元网格划分；第三步、设定流体域的边界条件；第四步、设定在整个测量流量范围内的分段数n，n为大于1的整数；第五步、根据测量流量范围和分段数n，确定公比q；第六步、根据测量流量范围和公比q，按等比级数关系确定流体流量曲线上各 分段的段点值；第七步、对流体流量曲线上的每一区间，进行流量计算。2.根据权利要求1所述的一种小口径一体化高精度孔板流量计的设计工艺，其特征在于：第三步包括设定流体介质的密度和动力学粘度以及可压缩流体的相关参数、求解得到流体域内部介质的流量分布云图和压强分布云图以及对该种孔板流量计的分度值和量程进行标记。3.根据权利要求2所述的一种小口径一体化高精度孔板流量计的设计工艺，其特征在于：所述孔板流量计的分度值和量程标定是通过有限元计算的方法进行的。4.根据权利要求2所述的一种小口径一体化高精度孔板流量计的...
【专利技术属性】
技术研发人员：余忠传，翁德平，周明均，
申请(专利权)人：瑞大集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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