多孔孔板空化流动特性实验研究

1

作者 麦楚霖 常正柏 +2 位作者 赵亮 彭宇 蒋劲 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第4期132-140,共9页

多孔孔板常作为节流元件安装在管道中,但孔板下游的空化流动容易导致管道振动,对系统产生不利影响,本文通过实验测量不同孔隙率孔板在不同空化阶段产生的振动及对应的压差和流量。结果表明,随着空化程度的不断加剧,全频段振动加速度级... 多孔孔板常作为节流元件安装在管道中,但孔板下游的空化流动容易导致管道振动,对系统产生不利影响,本文通过实验测量不同孔隙率孔板在不同空化阶段产生的振动及对应的压差和流量。结果表明,随着空化程度的不断加剧,全频段振动加速度级显著增大,峰值逐渐也增大,振动加速度呈现宽频特性。通过空化振动曲线中拟合曲线的斜率不同,可以区分出不同空化阶段以及临界空化数,孔隙率小于1.8的孔板临界空化数随孔隙率的增大迅速减小,当孔隙率大于1.8,初生及持续空化数随孔隙率增速变缓,阻塞空化数基本不变,即适当增大孔隙率有利于延缓空化的发生。根据空化流阻曲线,未发生空化时孔板流阻系数基本不变,空化初生时流阻系数略有减小,而后随着空化不断加剧,流阻系数迅速增大,孔隙率越大,流阻越大,流阻受空化数的影响越大。综合考虑孔板的振动和流阻特性,建议孔板孔隙率应保持在1.8~2.0之间。 展开更多

关键词 多孔孔板 空化 振动 流阻

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多孔孔板流量计结构参数的数值研究 被引量：2

2

作者 王慧鹏 刘欣荣 +1 位作者 张鑫 李浩 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第9期75-84,共10页

标准孔板流量计在工业应用中面临着精度和适用性的限制,为了提高其性能,多孔孔板流量计被越来越多的使用。为了研究多孔孔板的结构参数对孔板流量计性能的影响,以内径为40 mm、多孔直径比为0.4、厚度为3 mm的多孔孔板为研究对象,设计了... 标准孔板流量计在工业应用中面临着精度和适用性的限制,为了提高其性能,多孔孔板流量计被越来越多的使用。为了研究多孔孔板的结构参数对孔板流量计性能的影响,以内径为40 mm、多孔直径比为0.4、厚度为3 mm的多孔孔板为研究对象,设计了不同孔数和间隙率的多孔孔板模型,并使用数值方法进行了分析。结果表明,多孔孔板流量计的压力损失系数随着孔数的增加而降低,而流量系数则随着孔数的增加而增加。孔隙率对多孔孔板流量计的压力损失系数和排量系数影响不大,但在一定范围内增加孔隙率可以有效降低压力恢复长度。 展开更多

关键词 多孔孔板流量计 计算流体动力学 压力损失系数 流量系数 压力恢复长度

原文传递

多孔孔板流量计流场仿真 被引量：15

3

作者 于洪仕 张涛 +1 位作者 赵珊珊 蒋伟 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期61-66,共6页

为准确计算多孔孔板流量计流场,采用Standard k-ω模型、SST(剪切应力传输)k-ω模型、Standard k-ω+SST k-ω(Standard k-ω模型的计算结果作为SST k-ω模型仿真计算的初始值)组合模式分别对100,mm口径、节流比为0.6的3种结构多孔孔板... 为准确计算多孔孔板流量计流场,采用Standard k-ω模型、SST(剪切应力传输)k-ω模型、Standard k-ω+SST k-ω(Standard k-ω模型的计算结果作为SST k-ω模型仿真计算的初始值)组合模式分别对100,mm口径、节流比为0.6的3种结构多孔孔板流量计流场进行数值计算,并结合射流理论以及实流实验结果对数值计算结果进行分析.结果表明:对于中心节流孔与环形排列孔之间距离较小的多孔孔板,SST k-ω模型收敛性较好;反之,SST k-ω模型计算结果收敛困难,Standard k-ω+SST k-ω组合模式在保证计算精度的前提下改善了收敛效果.相对于Standard k-ω模型,SST k-ω模型更适合计算多孔孔板流量计的流场,计算结果符合射流理论,能反映出不同多孔孔板流出系数线性度的差异,与实流实验结果的最大误差为4.2%. 展开更多

关键词 多孔孔板 流出系数 湍流模型 仿真

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多孔孔板节流特性主效应因素试验 被引量：18

4

作者 赵天怡 张吉礼 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1878-1881,共4页

多孔孔板节流特性研究是其结构设计的前提.提出了影响多孔孔板节流特性的关键结构参数,即节流孔个数、疏密度及等效直径比.根据正交理论设计了试验样板,建立了多孔孔板节流特性试验系统,以水为介质,对试验样板进行了节流特性效应因素试... 多孔孔板节流特性研究是其结构设计的前提.提出了影响多孔孔板节流特性的关键结构参数,即节流孔个数、疏密度及等效直径比.根据正交理论设计了试验样板,建立了多孔孔板节流特性试验系统,以水为介质,对试验样板进行了节流特性效应因素试验,有效试验工况将相对误差控制在5%之内.试验结果表明等效直径比为影响多孔孔板节流特性的主效应因素. 展开更多

关键词 试验 节流 正交设计 多孔孔板

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多孔孔板水力空化装置的阻力特性研究 被引量：8

5

作者 余冬梅 卢晓江 李靖 《轻工机械》 CAS 2010年第1期17-20,24,共5页

多孔孔板作为节流元件,其结构设计参数是影响水力空化效果的重要因素。在等效直径比一定的情况下,孔板的孔数、中心孔、布孔级数和特殊情况对管路总阻力系数将会产生重大影响。研究得出:实验过程中管路流体已经进入高度紊流状态,在此管... 多孔孔板作为节流元件,其结构设计参数是影响水力空化效果的重要因素。在等效直径比一定的情况下,孔板的孔数、中心孔、布孔级数和特殊情况对管路总阻力系数将会产生重大影响。研究得出:实验过程中管路流体已经进入高度紊流状态,在此管路情况下,单个孔板的阻力系数变化很小,不同孔板的阻力系数与该孔板的结构参数有很大的关系。孔数和布孔级数的增加,中心孔以及均匀布孔都有利于管路总阻力系数的减小,特殊情况尽量避免。 展开更多

关键词 化工机械 多孔孔板 水力空化 阻力系数 体积流量

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节流孔倒角对多孔孔板流量计流场特性的影响 被引量：17

6

作者 于洪仕 张涛 许文达 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2015年第9期1356-1364,共9页

多孔孔板流量计尾流流动特性是影响计量性能的关键,为了分析节流孔前后倒角对尾流流动特性的影响规律、优化多孔孔板结构,针对DN100、节流比为0.67的多孔孔板,本研究利用CFD技术对带倒角多孔孔板的尾流流场进行计算,从而揭示节流孔前后... 多孔孔板流量计尾流流动特性是影响计量性能的关键,为了分析节流孔前后倒角对尾流流动特性的影响规律、优化多孔孔板结构,针对DN100、节流比为0.67的多孔孔板,本研究利用CFD技术对带倒角多孔孔板的尾流流场进行计算,从而揭示节流孔前后倒角对计量性能的影响规律,并利用实流实验进行验证。研究结果表明：前倒角是降低永久压力损失的关键因素,但无法提高计量精度,当前倒角在30°~60°时,永久压力损失为相同节流比的标准孔板的50%,流出系数线性度误差随前孔倒角角度的增大而提高,当前倒角为60°时,与无前孔倒角的多孔孔板流量计线性度误差接近;在45°~60°范围内,后倒角对尾流流场具有较好调整作用,从而拓宽量程范围、提高计量精度。由此得出,前倒角为60°、后倒角在45°~60°范围内的多孔孔板计量性能有较大的提高。 展开更多

关键词 多孔孔板流量计 CFD仿真 倒角 尾流流动

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多孔孔板水节流特性试验及数学模型 被引量：9

7

作者 赵天怡 张吉礼 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1606-1609,共4页

为建立多孔孔板节流特性模型,指导多孔孔板结构设计,基于多孔孔板节流特性主效应因素的研究,以水为介质,对给定等效直径比、节流孔排列规则一定的多孔孔板进行了节流特性试验,为对比试验效果,对应多孔样板的等效直径比,对给定直径比的... 为建立多孔孔板节流特性模型,指导多孔孔板结构设计,基于多孔孔板节流特性主效应因素的研究,以水为介质,对给定等效直径比、节流孔排列规则一定的多孔孔板进行了节流特性试验,为对比试验效果,对应多孔样板的等效直径比,对给定直径比的标准孔板进行了节流特性试验.试验的有效工况保证了试验的精度.借助于标准孔板的理论节流模型,确定了多孔孔板的节流模型形式,并通过试验数据分析,识别出模型中的未知参数,得出了多孔孔板水节流特性模型.另一组节流试验验证了模型建立的正确性. 展开更多

关键词 节流 试验 建模 多孔孔板

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对称多孔孔板差压式流量计计量性能试验研究 被引量：9

8

作者 郝彩哲 宋晓明 +1 位作者 王东 贾志宁 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期174-180,共7页

多孔孔板差压式流量计因其快速平衡调整流场和有效降低压力损失等能力得到广泛应用,但其尚缺乏完整的结构参数设计和性能优化设计准则。针对提出的对称多孔孔板差压式流量计进行实流试验,研究其计量性能并与数值模拟结果进行对比分析,... 多孔孔板差压式流量计因其快速平衡调整流场和有效降低压力损失等能力得到广泛应用,但其尚缺乏完整的结构参数设计和性能优化设计准则。针对提出的对称多孔孔板差压式流量计进行实流试验,研究其计量性能并与数值模拟结果进行对比分析,结果表明,对称多孔孔板差压式流量计可有效提高计量精度(±0.5%)、降低压力损失,具有更好的适应性,试验结果与数值模拟结果具有一致性,验证了数值模拟的正确性并对新型流量计进行了标定,研究结果可有效拓宽多孔孔板流量计的应用范围。 展开更多

关键词 多孔孔板 差压 计量性能 实流试验

原文传递

漩涡的卷吸作用对多孔孔板流量计精度的影响 被引量：6

9

作者 于洪仕 张涛 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期465-471,共7页

为了优化多孔孔板流量计的结构、提高计量精度,结合实验、CFD仿真与射流理论相结合的方法对多孔孔板流量计计量精度的影响因素进行分析.结果表明:漩涡的卷吸作用是影响计量精度的关键因素,并得出回流通量能够表征卷吸作用的结论;多孔孔... 为了优化多孔孔板流量计的结构、提高计量精度,结合实验、CFD仿真与射流理论相结合的方法对多孔孔板流量计计量精度的影响因素进行分析.结果表明:漩涡的卷吸作用是影响计量精度的关键因素,并得出回流通量能够表征卷吸作用的结论;多孔孔板流量计在不同的流速范围内,回流通量沿流向呈非相似性分布和相似性分布.在非相似性分布的流速区间内,流出系数C_d的重复性较差,不同多孔孔板的重复性随着回流通量的增加而增大,流出系数C_d波动较大.在相似性分布的流速区间内,流出系数C_d的重复性较好,不同多孔孔板流量计的量程范围和线性度随着回流通量的增大而降低. 展开更多

关键词 多孔孔板流量计 回流通量 射流 卷吸

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多孔孔板流量传感器的结构参数对计量性能的影响分析 被引量：4

10

作者 于洪仕 张涛 +1 位作者 葛利俊 赵珊珊 《化工自动化及仪表》 CAS 2014年第4期383-386,共4页

为了提高多孔孔板流量传感器的计量性能,利用仿真计算与实流实验相结合的方式对多孔孔板流量传感器的结构参数对计量性能的影响进行了研究。利用实流实验结果和多股射流的研究成果对仿真计算结果进行验证,结果表明:多孔孔板安装位置对... 为了提高多孔孔板流量传感器的计量性能,利用仿真计算与实流实验相结合的方式对多孔孔板流量传感器的结构参数对计量性能的影响进行了研究。利用实流实验结果和多股射流的研究成果对仿真计算结果进行验证,结果表明:多孔孔板安装位置对计量结果的影响程度受相对入射间距s影响;流出系数C受到相对入射间距s、环状排列孔所在区域的外缘与管壁之间的最小距离d2和厚度t的影响;流出系数C的线性度主要受环状排列孔所在区域内缘与中心节流孔边缘之间的最小径向距离d1影响。 展开更多

关键词 多孔孔板 流量传感器 计量性能 结构参数

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多孔孔板流出系数和压力损失的影响因素 被引量：6

11

作者 于洪仕 张涛 葛利俊 《化工自动化及仪表》 CAS 2016年第1期20-22,88,共4页

对管径100mm、节流比β=0.67的不同结构的多孔孔板实验样机在标准水装置上进行了实验,结果表明:节流孔分布形式、倒角和厚度对多孔孔板的计量性能均有影响,但影响程度不同,倒角对流出系数和永久压力损失的影响最强,厚度对多孔孔板的流... 对管径100mm、节流比β=0.67的不同结构的多孔孔板实验样机在标准水装置上进行了实验,结果表明:节流孔分布形式、倒角和厚度对多孔孔板的计量性能均有影响,但影响程度不同,倒角对流出系数和永久压力损失的影响最强,厚度对多孔孔板的流量下限影响最强。 展开更多

关键词 多孔孔板 流出系数 压力损失 量程范围

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多孔孔板水力空化可视化与数值模拟 被引量：9

12

作者 何志霞 陈驭航 纪长浩 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期396-401,共6页

基于自行搭建的多孔孔板空化反应装置,采用高速数码摄影和长工作距离显微成像技术,对多孔孔板中心孔内和孔板末下游进行空化特性试验研究,并分析了入口压力、空化数等参数对孔板水力空化的影响。试验结果显示:随着入口压力升高,孔内空... 基于自行搭建的多孔孔板空化反应装置,采用高速数码摄影和长工作距离显微成像技术,对多孔孔板中心孔内和孔板末下游进行空化特性试验研究,并分析了入口压力、空化数等参数对孔板水力空化的影响。试验结果显示:随着入口压力升高,孔内空化数不断下降且开始产生空化。孔板内和孔板下游都有空化区存在,且孔内空化对下游空化区影响大。数值模拟结果显示孔内空化与试验相符合,且下游空化区的产生是由孔内空化云脱落至下游漩涡区引起的。 展开更多

关键词 多孔孔板 空化 可视化 数值模拟

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两种湍流模型在多孔孔板流场数值计算中的比较 被引量：2

13

作者 赵珊珊 张涛 +1 位作者 于洪仕 郑丹丹 《化工机械》 CAS 2013年第6期783-787,828,共6页

根据多孔孔板流量计的流场特点选择SST四方程和SST k-ω湍流模型对多孔孔板进行仿真计算,将流出系数计算结果与实流实验结果进行比较。结果表明:相对于SST k-ω湍流模型来说,SST四方程湍流模型更适合计算多孔孔板流量计的流场,而且雷诺... 根据多孔孔板流量计的流场特点选择SST四方程和SST k-ω湍流模型对多孔孔板进行仿真计算,将流出系数计算结果与实流实验结果进行比较。结果表明:相对于SST k-ω湍流模型来说,SST四方程湍流模型更适合计算多孔孔板流量计的流场,而且雷诺数较小时计算精度较高。另外,多孔孔板流量计的环隙比接近1时流出系数线性度最好,达0.8%;环隙比远小于1时流出系数线性度最差,为3.6%。 展开更多

关键词 多孔孔板流量计 流出系数 湍流模型 仿真

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不同开孔率的多孔孔板水力空化装置的图像分析 被引量：7

14

作者 卢晓江 《轻工机械》 CAS 2010年第3期30-33,37,共5页

设计了一套实用有效的水力空化实验装置,利用高速摄影的方法研究多孔孔板结构参数对水力空化效果的影响,总结得出评价水力空化效果的有效方法。研究得出:利用孔板后的平均灰度值可以很好的反映管路中的空化效应;多孔孔板的开孔率是影响... 设计了一套实用有效的水力空化实验装置,利用高速摄影的方法研究多孔孔板结构参数对水力空化效果的影响,总结得出评价水力空化效果的有效方法。研究得出:利用孔板后的平均灰度值可以很好的反映管路中的空化效应;多孔孔板的开孔率是影响水力空化效果的主导因素。每个管路都存在一个最佳开孔率,使管路水力空化效果最优;管路阻力系数随着开孔率的增加明显减小。 展开更多

关键词 流体力学 多孔孔板 水力空化 阻力系数 开孔率 平均灰度值

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瓦斯抽放管路流量测量的多孔孔板流量计性能 被引量：3

15

作者 于洪仕 《黑龙江科技学院学报》 CAS 2011年第3期237-239,共3页

针对标准孔板流量计对瓦斯抽放管路直管段长度要求严格、制作成本高的问题,基于多孔孔板的结构与原理,提出采用多孔孔板流量计测量瓦斯抽放管路流量的方法。实验表明,多孔孔板流量计对直管段长度要求低,量程范围宽,线性度高,可在煤矿企... 针对标准孔板流量计对瓦斯抽放管路直管段长度要求严格、制作成本高的问题,基于多孔孔板的结构与原理,提出采用多孔孔板流量计测量瓦斯抽放管路流量的方法。实验表明,多孔孔板流量计对直管段长度要求低,量程范围宽,线性度高,可在煤矿企业推广应用。 展开更多

关键词 多孔孔板 瓦斯抽放 管路流量 流量计

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一种对称多孔孔板差压式流量计设计 被引量：10

16

作者 宋晓明 贾志宁 +1 位作者 杨洋 王子琦 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期33-38,共6页

因多种工况条件无法满足测量精度要求,传统差压式流量计应用范围受到一定限制。基于多孔整流器和标准孔板的流量测量原理,提出一种对称多孔孔板差压式流量计的设计方法。然后对该流量计进行计算流体动力学(CFD)数值计算与仿真分析,结果... 因多种工况条件无法满足测量精度要求,传统差压式流量计应用范围受到一定限制。基于多孔整流器和标准孔板的流量测量原理,提出一种对称多孔孔板差压式流量计的设计方法。然后对该流量计进行计算流体动力学(CFD)数值计算与仿真分析,结果表明多孔孔板差压式流量计测量精度较标准孔板流量计提高1倍以上,永久压力损失减小约1/3。最后进行实流试验,试验结果表明,多孔孔板流量计比常规标准孔板节流装置具有明显的优势,其适应性更好。此设计方法可为多孔孔板流量计的结构设计和性能优化提供参考。 展开更多

关键词 流量计量 差压 多孔孔板 数值计算

原文传递

多孔孔板流量计的函数孔结构研究 被引量：6

17

作者 程宇 刘玉长 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第2期23-25,28,共4页

多孔孔板流量计是一种比传统的差压测量装置更优良的新型差压式流量测量装置,但其函数孔的确定目前没有统一的标准。针对该问题,采用CFD仿真软件,在相同等效直径比的情况下,针对多孔孔板的函数孔结构,研究了开孔数目、孔分布以及倒角等... 多孔孔板流量计是一种比传统的差压测量装置更优良的新型差压式流量测量装置,但其函数孔的确定目前没有统一的标准。针对该问题,采用CFD仿真软件,在相同等效直径比的情况下,针对多孔孔板的函数孔结构,研究了开孔数目、孔分布以及倒角等因素对于减少压力损失所起到的影响和作用。根据仿真研究结果,制作了一种多孔孔板流量计进行流体试验,试验结果表明该方法的准确性。 展开更多

关键词 多孔孔板流量计 压力损失 等效直径比 函数孔 仿真 试验对比

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多孔孔板与楔形节流装置的数值模拟与标定 被引量：3

18

作者 马英 段清娟 +1 位作者 胡锐锋 唐力南 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期60-65,共6页

为了研究工程实际中多孔板和楔形节流装置内部流场的流动特性,并为流出系数的获取提供新的途径,采用计算流体动力学方法对多孔孔板节流装置和楔形节流装置的内部流场进行了数值仿真研究,并将数值模拟得到的流出系数与流量标定实验结果... 为了研究工程实际中多孔板和楔形节流装置内部流场的流动特性,并为流出系数的获取提供新的途径,采用计算流体动力学方法对多孔孔板节流装置和楔形节流装置的内部流场进行了数值仿真研究,并将数值模拟得到的流出系数与流量标定实验结果进行对比,来验证数值模拟结果的合理性与精确性.实验结果表明,流出系数的流量标定结果与数值模拟值之差小于4%,对多孔孔板和楔形节流装置工程设计提供了参考. 展开更多

关键词 多孔孔板节流装置 楔形节流装置 计算流体动力学仿真 流出系数

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多孔孔板流场特性及消能率数值模拟研究 被引量：1

19

作者 严文博 金瑾 +2 位作者 刘增文 姜海波 李东升 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第8期163-168,173,共7页

山区管道输水面临高差大、高水头等问题,在下游区需要对其降压、消能处理。孔板结构简单,制作成本较低,消能率较高且能很好地满足工作要求,在节流减压方面应用范围越来越广。对于单孔以及多级孔板研究不乏其数,然而对于多孔孔板研究过少... 山区管道输水面临高差大、高水头等问题,在下游区需要对其降压、消能处理。孔板结构简单,制作成本较低,消能率较高且能很好地满足工作要求,在节流减压方面应用范围越来越广。对于单孔以及多级孔板研究不乏其数,然而对于多孔孔板研究过少,为探究有压管道中设置多孔孔板后流场特性及消能率的变化,采用全局结构网格及全局非结构网格两种网格划分模式,并进行对比分析,采用Realizable k-ε模型对5种不同类型孔板进行数值模拟研究,并采用壁面函数法处理边界条件。研究结果表明:采用非结构网格与Realizable k-ε模型模拟结果与试验结果较吻合,最大的相对误差为6.81%。水流经过孔板,受其束窄水流作用的影响,水流运动状态发生改变,压力迅速降低,且在后方形成漩涡区,不同类型孔板后方漩涡区长度不同。多孔孔板消能率与开孔率、雷诺数密切相关,开孔率越小,消能率越高,消能率最高可达97.1%;消能率随雷诺数增大先迅速增大之后缓慢增大,最大增幅为7%;通过量纲分析与曲线拟合,还得到了多孔孔板消能率的经验公式,且计算值与实测值相对误差控制在±6%范围内。 展开更多

关键词 多孔孔板消能 雷诺数 开孔率 流场特性

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多孔孔板内部流场细节研究 被引量：1

20

作者 高畅 李序东 +2 位作者 王明伍 李元姣 张坤 《科技创新导报》 2018年第6期57-60,64,共5页

对单孔孔板与多孔孔板的流场细节进行了三维数值计算和对比分析。研究结果表明:在相同的孔板厚度及开孔面积比条件下,多孔孔板的阻力系数要小于单孔孔板;与单孔孔板相比,流体流经多孔孔板后的回流区域较小,压力、速度和湍动能等参数更... 对单孔孔板与多孔孔板的流场细节进行了三维数值计算和对比分析。研究结果表明:在相同的孔板厚度及开孔面积比条件下,多孔孔板的阻力系数要小于单孔孔板;与单孔孔板相比,流体流经多孔孔板后的回流区域较小,压力、速度和湍动能等参数更快达到稳定;多孔孔板内部的最大湍动能及湍动能分布区域均小于单孔孔板,即多孔孔板具有较小的混合损失。 展开更多

关键词 单孔孔板 多孔孔板 阻力系数

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