孔板可以缓解压力波动？

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1 前言

笔者在工作中遇到了一个技术问题，一根水蒸气管道（流量一定）的压力在工作中出现上千Pa的波动。于是有人就提出了一个解决措施，在压力波动位置的上游增加一个孔板。笔者对于该措施是懵了的，听说过用稳压阀、稳压罐来缓解压力波动，确实没听过用孔板来缓解的。有种流量计叫孔板流量计，其工作原理是根据前后压差来间接计算流量，因此如果流量一定，那么压差一定，即使前端压力波动了，后端的压力也跟着波动啊。所以，即使加上孔板，后端的压力也会波动，只不过是整条波动曲线发生了位置变化而已，孔板只是在管道上增加了一个局部压力损失而已。根据前面所述的假设和前提条件，今天我们做一个类似的案例。

2 模型描述

建立一根长1m，内径为17mm的钢管，在中间位置设置了一个内径3mm的孔板。

内部介质为空气，流速为5m/s，即保持管道内部恒定的流量。

3 求解设置

其他的设置保持默认即可，重点介绍一下管道进出口的边界条件设置。

为了达到恒定流量，入口压力波动的要求，将出口设定为速度边界，速度值为负数。

入口设置为压力入口，设置总压为随时间变化，采用profile边界文件设定，代码如下：

((totalpressure transient 6 0)

(time 0 1 2 3 4 5)

(pressure 0 20000 50000 70000 0 0)

)

设定监测器，监视进出口的静压情况。

采用瞬态求解，时间步长0.01s，总步数500，建议从出口初始化计算域。

4 计算结果

我们先看一下没有孔板的情况，管道的压力损失约为38.9Pa，进出口压力呈现一致的波动曲线。

接着，再看一下加入孔板后的压力情况，前后端的压力损失约为27700Pa，压力损失主要来自孔板，后端的压力呈现和前端一样的波动曲线，只不过是纵坐标位置不一样而已。

由此可见，孔板只是缓解下游的压力大小，而并不能缓解压力波动。当然，实际的条件比案例复杂，可能有些前提条件会影响到结论的判断。但是笔者的观点还是和本案例的结论一样，如果用一个简单的孔板就可以缓解压力波动，那还要稳压阀和稳压管干嘛？缓解压力波动的设备应该具备瞬时调节能力，孔板要是可以自动改变内径大小，那么就可以缓解压力波动，使得后端压力稳定了。

读者中有没有相关专业的或者有类似经验的，可以向公众号发私信发表一下宝贵观点和意见。

来源：仿真与工程

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首次发布时间：2023-07-05