圖8 探頭全伸時(shí)18聲道平均速度歸一化比較
由圖8可以清晰地看到,相對(duì)于5Dup18聲道的速度廓形(標(biāo)準(zhǔn)值),各流速點(diǎn)情況的速度廓形幾乎都低于標(biāo)準(zhǔn)值,只有v=0.307m/s時(shí)靠近管道中心的幾個(gè)聲道(聲道4、5、6、13、14、15)略高于標(biāo)準(zhǔn)值。從這個(gè)角度分析,各流速點(diǎn)18聲道積分得到的流量值勢(shì)必小于5Dup18聲道積分流量值,造成測(cè)量誤差均為負(fù)值。進(jìn)一步分析,隨著流速逐漸增大,速度廓形趨于平緩,即靠近管道中心的幾個(gè)聲道平均速度逐漸減小,且廓形有重合的趨勢(shì)。當(dāng)v=6m/s、v=8m/s時(shí),測(cè)量誤差增大的趨勢(shì)逐漸減小且趨于穩(wěn)定(表2)。用湍流速度分布理論可以解釋這一結(jié)果:Re越大,管內(nèi)速度分布越趨于平緩,且變化越小。因此可以推論,對(duì)于探頭全伸情況,當(dāng)流速大到一定程度,測(cè)量誤差將不隨來(lái)流速度變化而變化,趨于穩(wěn)定。 表2 流速增大時(shí)的仿真結(jié)果
2.2 探頭全縮仿真結(jié)果
與前述研究方法類似,以下僅給出v=0.994m/s時(shí)最短聲道1和最長(zhǎng)聲道5上軸向速度分布圖和聲道截面上軸向速度等值線圖,來(lái)說(shuō)明探頭全縮對(duì)流場(chǎng)造成的影響。
由圖9可知,流體在流經(jīng)探頭位置時(shí),由于在管壁內(nèi)側(cè)有一凹槽,流體在聲道兩端均會(huì)產(chǎn)生回流,出現(xiàn)負(fù)速度,使得沿聲道速度分布基本對(duì)稱(圖10)。此外,凹槽內(nèi)的流速相對(duì)較小,隨著探頭縮入管道內(nèi)壁的長(zhǎng)度逐漸減小,凹槽區(qū)逐漸減小,相應(yīng)低流速區(qū)域也逐漸減?。▓D10)。
圖9 聲道截面軸向速度等值線圖
圖10 沿聲道軸向速度分布
雖然探頭全縮時(shí)對(duì)流場(chǎng)的影響與探頭全伸時(shí)截然不同,但最終都會(huì)使各聲道上產(chǎn)生負(fù)速度,進(jìn)而使積分流量值偏小。表3給出了探頭全縮情況時(shí)5個(gè)流速點(diǎn)的仿真結(jié)果。
評(píng)論