实验室浮子流量计仿真模型

研究对象为DN15浮子流量计（图1）。流体介质为水，不同温度下的密度和粘度（表1）。锥管的长度为350mm，锥管入口处直径为15mm，出口处直径为16.5mm，锥管的锥度约为0.00214。浮子的最大直径为15.15mm。由于锥管过长，要完成整个锥管的仿真计算量过大，根据流量的大小，计算区域取浮子下截面往下35～40mm，浮子上截面往上50～60mm的一个范围。整个计算区域采用六面体的结构化网格进行离散，在环隙流通面积最小的地方网格进行加密。

 

图1　仿真模型和网格剖面图

 

　　边界条件设定为：锥管入口及出口分别为速度入口、压力出口，锥管内壁及浮子表面设定为无滑移边界条件[11，12]。速度入口采用的是充分发展层流的抛物线剖面。虽然在入口处的雷诺数都处于层流范围（Re=90～1575），但当流量较大时，最小截面处的局部流速较大，存在很强的速度脉动及细小的流场结构，即局部存在湍流流动。本文对于示值流量为4L/h时选择层流模型，而对其他三种较大流量选用标准k2ε湍流模型进行计算。