Badania teoretyczno-eksperymentalne przepływu płynu nieściśliwego przez kryzę szczelinową

• Autorzy: Tomaszewska B.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0010.4841

Warianty tytułu

EN

Theoretical and experimental study of incompressible fluid flow through a slotted orifice

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W praktyce pomiarowej coraz częściej stosuje się prototypowe rozwiązania konstrukcyjne przepływomierzy zwężkowych. Na uwagę zasługują kryzy szczelinowe, gdzie jeden centralny otwór zastąpiony jest szczelinami. W pracy przedstawiono wyniki badań numerycznych i eksperymentalnych prototypowego rozwiązania konstrukcyjnego kryzy szczelinowej. Ruch płynu opisano równaniami Reynoldsa, domkniętymi k-ε modelem turbulencji. Obliczenia przeprowadzono przy użyciu pakietu ANSYS Fluent. Rozpatrywano przepływ płynu przez kryzę standardową i szczelinową o przewężeniu β = 0,5. Wyniki obliczeń porównano z wynikami pomiarów. Stwierdzono dobrą jakościową i ilościową zgodność wyników badań dla współczynnika przepływu C. Wykazano, że kryza szczelinowa generuje znacznie mniejszą trwałą stratę ciśnienia niż kryza standardowa przy porównywalnej niepewności pomiaru.

EN

Prototype designs of orifice flowmeters are commonly used in measurements. One area which has attracted considerable interest includes slotted orifices, where a single central opening is replaced by the use of several slots. This paper reports the results of numerical and experimental research of a prototype design of a slotted orifice plate. The movement of the fluid was described with use of Reynolds equations closed by the k-ε turbulence model. The calculations were performed using ANSYS Fluent software package by consideration of the fluid flow through an orifice plate and slotted orifice with the equal β ratio = 0.5. The results of calculations are compared with the measurements. Good qualitative and quantitative conformity was obtained during the study for the C flow coefficient. It was indicated that the slotted orifice generates a considerable lower pressure drop in comparison to an orifice plate while maintaining comparable level of measurement uncertainty.

Słowa kluczowe

PL

kryza standardowa; kryza szczelinowa; CFD; rozkład ciśnienia; współczynnik przepływu

EN

standard orifice; slotted orifice; CFD; pressure distribution; flow coefficient

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 7, nr 2
• Strony: 62--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Tomaszewska B.

• Politechnika Opolska, Wydział Mechaniczny, Katedra Techniki Cieplnej i Aparatury Przemysłowej

Bibliografia

• [1] Abou El-Azm Aly A., Chong A., Nicolleau F., Beck S.: Experimental study of the pressure drop after fractal-shaped orifices in turbulent pipe flows, Experimental Thermal and Fluid Science 34, 2010, 104–111.
• [2] ANSYS FLUENT Theory Guide (2011)
• [3] Dobrowolski B., Kręcisz K., Spyra A.: Usability of selected turbulence models for simulation flow through a pipe orifice, Task Quarterly 9(4)/2005, 439–448.
• [4] Geng Y., Zheng J., Shi T.: Study on the metering characteristics of a slotted orifice for wet gas flow, Flow Measurement and Instrumentation 17/2006, 123–128.
• [5] Guo B.Y., Hou Q.F., Yu A.B., Li L.F., Gou J.: Numerical modeling of the gas flow through perforated plates, Chemical Engineering Research and Design 91, 2013, 403–408.
• [6] Huang S., Ma T., Wang D., Lin Z.: Study on discharge coefficient of perforated orifices as a new kind of flowmeter, Experimental Thermal and Fluid Science 46 2013, 74–83.
• [7] Jaworski Z.: Numeryczna mechanika płynów w inżynierii chemicznej i procesowej, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2005.
• [8] Kumar P., Wong Ming Bing M.: A CFD study of low pressure wet gas metering using slotted orifice meters, Flow Measurement and Instrumentation 22/2011, 33–42.
• [9] Morrison G.L., Hall K.R., Holste J.C., Macek M.L., Ihfe L.M., DeOtte R.E., Terracina D.: Comparison of orifice and slotted plate flowmeters, Flow measurement and Instrumentation 5(2)/1994, 71–77.
• [10] Morrison G.L., Terracina D., Brewer C., Hall K.R.: Response of a slotted orifice flow meter to an air/water mixture, Flow Measurement and Instrumentation 12/2001, 175–180.
• [11] PN-EN ISO 5167-1: Pomiar strumienia płynu za pomocą zwężek pomiarowych
• [12] Steven R., Hall A.: Orifice plate meter wet gas flow performance, Flow Measurement and Instrumentation 20/2009, 141–151.
• [13] Taler D.: Pomiar ciśnienia, prędkości i strumienia przepływu płynu, Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2001.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).