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            限流孔板孔徑板厚對阻塞流的影響

            作者: 來源: 發布時間:2017-10-30 12:47:34

                     當流體流經限流孔板時,由于慣性作用,流體會先壓縮,再膨脹,如圖1所示。當孔板厚度足夠大時,流體在孔板內部膨脹時會二次接觸到孔板內壁,從而在孔板入口附近形成1個氣穴。根據伯努利方程可知,在氣穴zui高點流速zui大,壓力zui低。隨著下游壓力的逐步減小,流速逐步增大,直至發生阻塞流,此時再降低下游壓力,流速不會再發生變化。當流體再接觸到孔板內壁時,會形成1個邊界層,邊界層與限流孔板內壁之間為湍流區,邊界層之外為層流區。一般認為壓力損失只發生在流體與孔板的二次接觸時,在此之前的流體為理想流體。

              孔板的流量特性示意

                     注:Ac——Pc對應的流體截面積;A———p對應的流體截面積

                     由伯努利方程得:

                     =pρυc2/2(1)

                     式中:p1———孔板前壓力;p———氣穴區zui高點對應的流體壓力;ρ———流體密度;v———流體壓力為p處的流體速度。

            由質量守恒方程得:

                     c=vBB(2)

            式中:ABπd/4,d———孔板內徑;vB———孔板后流速。定義:

                     Cc=Ac  / B(3)

            式中:Cc———截面比。將式(2)和式(3)代入式(1),整理得:

                20171030131827.jpg

                     對孔板前后的壓力,由伯努利方程得:

                20171030131901.jpg

                     式中:P ———孔板后的壓力。整理式(5 )得:

                20171030131904.jpg

                     由于流體在二次接觸時存在壓力損失,孔板后實際流速為

                20171030131908.jpg

                     式中: ———流 出 系 數。將 式 (7 )代入 式 ( 4 )整理得:

                 20171030131913.jpg

                     當發生阻塞流時,P 不再發生變化,以液體為例,此時壓力為介質的飽和蒸氣壓  ,則式( )可

                      20171030132008.jpg

                      對于特定的限流孔板,其壓縮系數為常數。式(8 )和式( 9 )可分別視為發生阻塞流前后壓縮系數與差壓比的模型。

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