孔數與孔厚對多孔板壓損系數的影響機理

馬有福，王凡，呂俊復

（1上海市動力工程多相流動與傳熱重點實驗室（上海理工大學），上海200093；2熱科學與動力工程教育部重點實驗室（清華大學），北京100084）

多孔板作為管道內節流降壓或流量測量元件，在減小管道振動、流動噪聲及流動壓損等方面較傳統的單孔板具有明顯優勢[1-3]。由于影響多孔板壓降特性的結構因素眾多，對多孔板壓降特性仍無清楚的機理性認識和可靠的壓損系數預報方法，這制約了多孔板在實際工程中的應用。影響多孔板穩定區壓損系數的結構因素主要有開孔等效直徑比β、孔數n及孔板相對厚度t/d（t為孔厚，d為孔徑）。其中β的影響規律比較簡單，即壓損系數隨β增大而減小[4-11]，而孔數與孔厚對多孔板壓損系數的影響機理仍不清楚。

關于孔厚對多孔板壓損系數的影響，Malavasi等[7]在相同的β、n和孔分布條件下改變t/d發現，在0.24≤t/d≤1.4時，壓損系數隨t/d增加呈波浪狀變化。在Holt 等[8]對多孔板壓損系數的實驗研究中，將孔數的影響歸因于t/d變化，由其實驗結果認為，隨t/d增大多孔板壓損系數先減小后略有增大，臨界t/d為1.5～2.0。Holt 等[8]強調t/d對多孔板壓損系數具有顯著影響，t/d=1.5多孔板的壓損系數較t/d=0.25的多孔板下降約53%。

關于孔數對多孔板壓損系數的影響，?zahi[9]在孔厚t和孔徑d不變的條件下，在n為5～26時，改變孔數進行實驗，得出壓損系數隨n增加而減小；但在n增加的同時β減小，因而其壓損系數的減小可能更多是由于β減小所致。Malavasi 等[7]和Zhao等[10]的實驗是在相同β和孔厚t下，研究壓損系數隨n增加的變化，結論均為壓損系數隨n增加而減小。……