Badania teoretyczno-eksperymentalne przepływu płynu nieściśliwego przez kryzę szczelinową

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.

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.