气体罗茨流量计的优化设计

气体罗茨流量计计量精确度不受压力和流量变化的影响,性能稳定,寿命长,广泛应用于餐饮、宾馆和其它行业的燃气商品结算,输配管网燃气计量,燃气调压站计量,工业和民用锅炉等燃气计量同时也可用作标准流量计。随着气体罗茨流量计的广泛应用,需对其进行系统的研究。

本文主要对气体罗茨转子的型线进行分析改进。采用计算流体力学方法结合实验和理论对CNiM-RM系列RM-50G65气体罗茨流量计进行研究,根据数值模拟得到流量计内部流场的分布情况,对流量计的误差特性和压损特性进行分析。

主要的研究工作及结果如下:

(1)罗茨转子传统型线的分析。在对传统转子型线分析的基础上,对转子型线进行改进并得到一种性能较好的罗茨转子型线。借助Solidworks,C语言等和其它工具对新型转子型线进行性能分析。并与传统的罗茨转子型线的分析结果进行比较,证明其优越性。

(2)气体罗茨流量计内部流动动态数值模拟的实现。根据转子实际工作过程中转速和流量的关系,通过Fluent用户自定函数(UDF)接口,编写转子在实际工作过程中运转的C语言程序,对罗茨流量计进行动态模拟。

(3)气体罗茨流量的误差特性的研究。根据气体罗茨流量计的工作原理,得到转速和流量的理论值,采用数值模拟的方法,得到不同转速下的流量计的计量流量。将得到的数值模拟结果与理论值进行对比。一定程度上验证了本研究数值模拟的正确性,为开展后续实验提供了基础。

(4)气体罗茨流量计压损特性的研究,对气体罗茨流量计进行不同流量值的数值模拟,得到流量计内部速度分布的速度分布和压力分布等数据,即得到流速和转速的函数关系。对流体的压力损失进行实验,将实验所得的压损值和数值模拟得到的压损值进行比较。