了解液位計(jì)如何在一系列操作條件下運(yùn)行對(duì)于表征其整體性能至關(guān)重要。已經(jīng)開發(fā)出行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如Cv，以標(biāo)準(zhǔn)化閥性能的評(píng)估方式。Cv是測量液位計(jì)上給定壓力差的流速的相對(duì)值。Cv越大，液位計(jì)在確定的壓降下可以通過的流量越多。Cv允許設(shè)計(jì)工程師快速比較不同型號(hào)或品牌的液位計(jì)，并找到較適合其應(yīng)用的設(shè)備。
什么是磁浮球液位計(jì)？
磁浮球液位計(jì)通過球形塞的垂直線性運(yùn)動(dòng)來調(diào)節(jié)流量。每個(gè)磁浮球液位計(jì)由主體，閥桿，塞子（即“球形”）和閥蓋組成。它主要用于調(diào)節(jié)腐蝕性或高粘度的流體。由于其固有的形狀，如果液位計(jì)完全關(guān)閉，大部分流體將在排放側(cè)排出，這較大限度地減少了腐蝕或堵塞的可能性。
案例研究：通過磁浮球液位計(jì)預(yù)測壓降
用于案例模擬的幾何圖形取自GrabCAD作為標(biāo)準(zhǔn)
磁浮球液位計(jì)，在模型中從左到右流動(dòng)，如下圖所示。CFD模擬回答了兩個(gè)問題：給定壓降的較終流量是多少？這對(duì)于插頭位置有何變化？此外，可以監(jiān)控插頭上的流體力以評(píng)估結(jié)構(gòu)性能。
使用給定的CAD模型，尚未定義流體域。對(duì)于下一步，必須根據(jù)當(dāng)前幾何圖形提取流量。這可以在SimScale平臺(tái)中自動(dòng)完成。
產(chǎn)生的主體是液位計(jì)幾何形狀的負(fù)面，如下所示。在準(zhǔn)備模擬時(shí)，增加了入口和出口管道延伸部分，以允許足夠的入口長度以實(shí)現(xiàn)完全發(fā)展的流動(dòng)。
什么是模擬的較終目標(biāo)？
模擬的目的是計(jì)算流量系數(shù)。作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它描述了針對(duì)給定壓降的孔口，液位計(jì)或其他組件的流速。該等式使用每分鐘加侖的流量單位和每平方英寸的壓力。比重值通常設(shè)定為1，即水的比重。標(biāo)準(zhǔn)模擬設(shè)置包括在液位計(jì)上定義1 psi壓降，然后運(yùn)行CFD模擬以評(píng)估流速。
閥模擬設(shè)置
在入口處定義1PSI壓力邊界條件，并且在出口處定義0壓力邊界條件。進(jìn)行模擬以計(jì)算6個(gè)不同插塞位置的流速：1,2,4,6,8和10mm。所有六個(gè)模擬都在32核機(jī)器上同時(shí)運(yùn)行，與傳統(tǒng)的臺(tái)式機(jī)CFD軟件相比，這可以快速增加周轉(zhuǎn)時(shí)間。
使用十六進(jìn)制主導(dǎo)自動(dòng)網(wǎng)格，將一般細(xì)度設(shè)置設(shè)置為適度。為了提高結(jié)果的準(zhǔn)確性，還添加了特征細(xì)化，表面細(xì)化，區(qū)域細(xì)化和墻壁層以進(jìn)一步增強(qiáng)網(wǎng)格。
CFD：磁浮球液位計(jì)的不可壓縮分析
然后將幾何體上傳到SimScale平臺(tái)，并選擇不可壓縮的流動(dòng)模擬 - 當(dāng)流體速度遠(yuǎn)小于馬赫數(shù)時(shí)使用。使用SST k-omega湍流模型，并且分析以穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。水被分配給單個(gè)CAD主體。使用32個(gè)計(jì)算核心運(yùn)行模擬1000秒（或迭代）。
分析結(jié)果
正如所料，較高速度在插頭壁和座椅之間。
一個(gè)不直觀的發(fā)現(xiàn)是插頭左側(cè)的速度射流。它不是平行于插頭/外殼壁噴出，而是垂直向上射出。這與插頭的右側(cè)形成對(duì)比，插頭的右側(cè)具有更可預(yù)測的速度射流。這可以通過切面來顯示，該切面顯示穿過橫截面的速度大小。
磁浮球液位計(jì)的位置與力曲線非常不可預(yù)測，很難判斷較大力可能出現(xiàn)在何處。如上圖所示，磁浮球液位計(jì)塞在較大力的情況下打開了2 mm。
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