變徑對超聲波流量計的影響探討二

國外有人提出了一種網絡式的多聲道布置方案，可實現高精度測量和重構流場的分布，但該流量計結構復雜，不利于推廣。采用CFD計算獲取管道內的流場信息并通過數值計算獲得K系數(即超聲波傳播路徑上流體平均流速與管道截面流體平均流速之比)隨雷諾數(Re)的變化規律，進而獲得K系數隨廊變化最小的最優聲道位置。對大管徑多聲道超聲流量計在單彎管下游流場中的安裝進行了仿真研究．指出采用交叉4聲道且將超聲流量計安裝在彎管下游5D(D是管道直徑)位置可以獲得1％的精度．且隨著聲道數的增多測量誤差有減小的趨勢。在大部分場合，超聲流量計對直管段的要求普遍認為前直管段滿足10D以上，后直管殷滿足5D以上。而對于不具備直管安裝要求．需要在漸縮管處安裝時如何保證測量精度的研究甚少。

利用Fluent流體力學仿真軟件，通過驗證仿真方法的準確性，分析了超聲流量計上游安裝DNIS0變DNl00漸縮管和安裝直管條件下管道流場速度分布．討論了不同前直管段安裝條件、對超聲流量計測量精度的影響，從而給出建議的前直管段長度。

多聲道超聲流量計工作原理

工業上常用的超聲流量計均是基于時差法測量原理，各聲道的線平均速度通過測量時差反映。由于Fluent仿真方法無法引入聲波傳播時問，因此，對于各聲道線平均流速的計算采用對聲道上各節點速度進行線積分的方法。

在應用Fluent進行數值仿真前．必須建立研究對象的幾何模型．并進行網格劃分。本文采用Gambit前處理軟件進行幾何建模和同格劃分。以直管段儀表檢定實驗數據為傳感器與系統基礎，按照實驗尺寸建模以驗證仿真方法的正確性。

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