平均风速测片技术研究报告

摘要 I

第一章绪论 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.1.1空调管道风速测量的重要性 1

1.1.2风速测量传感器的研究背景 1

1.1.3本文的研充意义 2

1.2国内外研究现状 3

121流量传感器的发展历程 3

1.2.2均速管流量计的发展概况 4

1.2.3均速管截面形状探究概况 5

1.2.4均速管流量计取圧孔的研究概况 6

1.2.5均速管流量计数值模拟研究概况 7

1.3空调管路均速管风速测量存在的问题 7

1.4课题主要研究内容 8

第二章平均式风速传感器测片的一维仿真概述 11

2.1均速管传感器的测量原理 II

22均速管传感器的优缺点 12

2.3平均式风速传感器测片的结构及其测量原理 12

2.4二维仿真的主要步骤 14

2.5本章小结   15

第三章二维仿真几何模型的建立 17

3.1流体力学软件CFD简介 17

3.1.1 CFD 的构架 17

3.1.2数值方法的基本特性 18

3.1.3离散方法 19

3.2 CFD二维仿真研究的意义 19

3.3平均式传感器测片二维仿真流场区域的建立 22

3.4本章小结 23

第四章网格的划分及其仿真条件的探究 25

4.1仿真模地网格的划分 25

4.1.1选择适当的网格类型   25

4.12网格的划分方法   26

4.1.3网格的质量  27

4.2平均式风速传感器測片网格划分的状况 27

4.3仿真条件的设置步骤 29

4.4 Fluent仿真温流模型简介 30

4.5平均式风速传感器測片仿真条件的探究 31

4.6本章小靖 32

第五章平均式风速传感器测片仿真后处理分析  33

5.1仿真条件的模型验证  33

5.2均速管流黄计性能的影响因素 33

5.3二维仿真的不同几何模型的构建 34

5.4不同截面半径下雷诺数对流冠系数的影响 35

5.5截面半径对流量系数的影响 36

5.6本章小结     38

第六章截面水平段长度对流量系数的影电  ....-二 41

6.1不同截面水平段下的流度系數 41

6.2同一速度下不同截面水平段长度的压力场分析 42

6.3同一速度下不同截面水平段长度的速度场分析 44

6.4同一截面水平段长度下不同流速的压力场分析 47

6.5同一截面水平段长度下不同流速的速度场分析 48

6.6本章小结 50

第七章怠结及展望   53

7.1工作总结 53

7.2相关展望 54

摘要

中央空调送风系统准确测量是空调系统节能控制的重要前提之一，为了提高 空调系统管道风速测量的精准度，本文从优化平均式风速传感器測片截面形状出 发，设计出--种新型平均式风速传感器，以解决空调系统管道低风速测量，精度 较低、压差输出不高及流量系数K不稳定的问题。主要工作包括：

1、 建立了平均式风速风京传感器测片的二维CFD (Computetional Fluid Dynamics)仿真的几何模型。该模型用于改良现有的中央空调管道低风速测量的 风速风量传感器。在Gambit软件中，绘制了流场的计算域，分块划分了网格以 及设置了相应的边界条件。

2、 获得了适用于中央空调管道低风速测Zui的二维仿真参数。通过对比 分析标准的k-&模型、层流以及SSTk-to模型等湍流模型，及其他仿真条件的设 置对平均式风速测片的流量系数的影响，得到了适用于中央空调管道低风速测量 的二维仿真参数。

3、 仿真研究了空调系统流速在3m/s・30m/s的范围内仿真模型的有效性。根 据所研究的仿真设置条件，仿真所得的测片系数在6%的误差范围内，与实 际的测片系数是-致的。

4、 设计了一种适用于空调管道低风速测量的平均式风速传感器测片检测杆 截面的结构尺寸。利用FLUENT软件，通过二维仿真实验，探究了平均式 风速测片，检测杆截面前端半圆半径以及截面中间水平段长度，对其性能的影响 规律。截面前端半圆半径在6.5mm,截面中间水平段长度为9.75 mm时，能有 效增加平均式风速测片的输出压差，提高测量精度。

研究结果表明，标准k-£模型更适合用于空调系统低风速应用背景：増大截 面半径，流量系数的整体趋势先降低后増大，故有利F减小流量系数，但是不能 无限增大截面半径；增大或减小截面中间水平段长度，在1.25mm范围内，不能 有效改善平均式风速测片的测量性能。该研究对于设计出适用于中央空调管道低 风速测量的风速传感器，具有一定的参考意义。

关健词：中央空调；平均式风速传感器；结构优化；流量系数；仿真研充