文丘里式流量計具有計量準確,流體在流動過程中能量損失小,性能穩定便于后續的維護修理方便等諸多優點,因此在石油化工、冶金、軍工等各個行業有著極為廣泛的應用。通常文丘里式流量計因其結構簡單,可以直接安裝在氣液兩相或者多相流的輸運管線上,并且內部流動介質在不分離情況下借助先進的探測儀器進行測量,從而極大簡化了生產流程,減少使用設備,降低生產成本。在對文丘里管進行數值模擬研究時,國內外眾多學者對其結構與空化現象的關聯進行了研究分析,發現當文丘里管喉部周長與面積比值較大時,文丘里管內的氣體積分數越大。
2009年英國人HASAN等使用“文丘里管+電導”當作重要檢測元件,采取實驗與理論結合的方法,解析探究了文丘里管內的氣水二相流動。在國內,天津石化有限公司已經對使用于文丘里皮托管流量計實現多相流動的計量方法開展了數據分析研發。李恩貴等進行分析研發了環境溫度變化對文丘里管流速系數的負面影響。張叢林等研發了應用于重油流量計量的智能流量計。
羅凱凱對文丘里管進行了氣液固三相模擬計算,對粒徑、液體黏度、固體顆粒濃度等參數對于磨損的影響進行了研究。CHEN發現局部顆粒濃度和顆粒沉積與流動有直接關系,在某些情況下,盡管總顆粒濃度較低,但由于流型的原因,局部顆粒濃度可能較高,從而影響磨損。OKA等提出的磨損模型,粒徑尺寸影響達到0.19次方。CHEN等研究表明,空化活性往往隨著粒徑的增大而降低,氣泡傾向于與顆粒相互作用,這意味著大顆粒很可能與多個氣泡聚結,形成與該顆粒相互作用的單個氣泡。
雖然近年來國內外大量學者對流量計進行了大量的研究,但是對其表面由于固液兩相流造成的磨損形成破壞的過程和內部機理研究較少。本研究運用CFD數值仿真計算方法,以文丘里式流量計過流部件內部固液兩相流為研究對象,通過改變流量計內部的流動參數例如流量計進口速度、介質固體體積分數,固體顆粒粒徑等,研究分析文丘里式流量計表面的磨損情況和DPM質量濃度分布情況,從而揭示文丘里式流量計流動規律和磨蝕情況,為文丘里式流量計的結構設計和預防磨損等提供理論參考。