超聲流量計非理想流場適應性研究.pdf

1、超聲流量計憑借非接觸測流、儀表造價基本與被測管道口徑大小無關(guān)、精度高、量程比寬、安裝方便、測試操作簡單等優(yōu)點，在供水行業(yè)、天然氣輸送等領(lǐng)域已開始逐漸取代傳統(tǒng)流量測量儀表。但它也面臨著與傳統(tǒng)儀表相同的問題：對于復雜的工業(yè)測量現(xiàn)場，由于安裝空間以及鋪設管道成本等限制，流量計的安裝常常無法滿足所要求的前后直管段長度，因此無法達到其測量精度。造成這一問題的根本原因在于理想流場流動假設的測量模型與工業(yè)現(xiàn)場管道內(nèi)復雜的非理想流動不匹配。為了提高超聲

2、流量計的流場適應性，本文主要完成了以下工作：
　　 (1)使用GE公司AF878超聲流量計進行了實流實驗，分析了其在單彎頭下游不同測量位置、不同流速條件下的變化規(guī)律，結(jié)果表明：超聲流量計在非理想流場中進行測量時，其測量性能會受到嚴重影響。
　　 (2)運用CFD仿真方法，建立了與實流實驗條件相同的三維仿真模型，分析了超聲流量計在單彎頭下游的流場適應性，并與實驗結(jié)果進行了比較：仿真結(jié)果和實流實驗能夠相互印證，說明可以運用C

3、FD仿真方法對超聲流量計的流場適應性進行研究。
　　 (3)運用CFD仿真方法，分析多種聲道布置形式的單聲道超聲流量計在不同阻流件下游、不同流速條件下的測量性能。結(jié)果表明：超聲流量計的流場適應性與超聲波在管道內(nèi)的傳播長度、反射次數(shù)沒有必然的聯(lián)系；“三角形”型超聲流量計對多種典型非理想流場均具有較好的適應性；兩個相互正交的“三角形”型聲道能夠進一步提高超聲流量計的流場適應性。
　　 (4)運用CFD仿真方法，對多聲道超聲流

4、量計在單彎頭下游的流場適應性進行了研究，結(jié)果表明：聲道數(shù)相同時，Gauss-Jacobi法和OWICS法的測量結(jié)果基本一致；聲道數(shù)對超聲流量計的流場適應性影響較大：聲道數(shù)越多，流場適應性越好。
　　 (5)基于CFD仿真結(jié)果，對單彎頭下游流場的變化規(guī)律進行分析，運用matlab軟件基于非線性最小二乘技術(shù)對流場進行了數(shù)值擬合，構(gòu)造了三維流態(tài)數(shù)學模型。通過數(shù)值計算的方法對所構(gòu)建的流態(tài)模型進行了驗證，結(jié)果表明：建立的三維流態(tài)數(shù)學模型能