基于FLUENT的孔板函数孔结构分析
2021-06-01邵玉峰
现代制造技术与装备 2021年4期
邵玉峰 郑 鹏
(沈阳工业大学 机械工程学院,沈阳110870)
散热风扇是电动扭矩扳手中的重要部件。风扇的散热能力对扭矩扳手的寿命至关重要,可以通过风道气动性能实验分析风扇的全压效率和静压效率来评价风扇的散热能力。实验中通过节流板实现管道流量的调节,进而得到风扇的流量-压力曲线即风扇的性能曲线。流体可以通过文丘里喷管、孔板以及锥形进口和弧形进口[1]。孔板的主要作用是改变管道前后压差,产生节流、调压以及缓冲的作用,从而控制流体的流量和压力等特征[2]。标准孔板虽然结构简单,但是测量量程短,对上下游直管道有要求且压力损失大。2006年美国发明了多孔孔板流量计,与标准流量计相比具有测量量程大、线性度高、对直管道要求低以及永久压力损失小等优点[3],是现在应用最广泛的流量计。但是,国内对孔板上的孔结构和排布还没有统一的标准[4],这种孔被称为函数孔[5]。文献[6]分析了函数孔的数目后对有无中心孔进行分析计算。本文在此基础上分析不同直径中心孔及周围函数孔数目,较为全面地分析了函数孔的数量和排布方式,并根据仿真结果加工节流孔板进行了实验验证。
多孔流量计虽然区别于标准节流孔,但是节流原理相同,可以通过标准孔板的流量公式计算[7]:

式中:qv为质量流量,单位为kg·s-1;C为流出系数;ε为可膨胀系数;d为节流件开孔直径,单位为m;β为直径比,β=d/D,D为管道内径,单位为m;ρ1为被测流体密度,单位为kg·m-3;……
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