超聲波流量計基于CFD最優聲道位置的探討 一

摘要: 時差法超聲波流量計圓形管道內不同聲道位置上流體平均流速與管道截面平均流速的關系已被廣泛研究, 但是對于非圓形測量管體尚缺乏相應報道。本文針對某種方形管道, 采用計算流體動力學( CFD)方法獲得管道內的流場分布, 進而通過數值計算得到時差法超聲波流量計不同聲道上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) 隨雷諾數的變化關系, 并選取K 系數隨雷諾數變化最小的聲道作為最優聲道, 研究結果有利于簡化流量補償計算。

1引 言

時差法超聲流量計是目前應用最普遍的超聲流量計之一。基于時差法測量出的是超聲波傳播路徑上流體的平均流速而不是管道橫截面上的平均流速, 因此在計算流量時需要采用K系數法進行修正。K系數為超聲波傳播路徑上的流體平均流速與管道橫截面上的流體平均流速的比值。K系數與超聲波傳播路徑有關且隨雷諾數變化而變化, 研究不同聲道的K 系數隨雷諾數變化規律有利于流量補償計算和提高測量精度。

傳統的圓形管道內超聲波不同傳播路徑上流體平均流速與管道截面平均流速的關系已被廣泛研究。但是對于非圓形管道內不同路徑上流體平均流速與管道截

面平均流速的關系的報道較少。而采用方形管道的超聲波流量計已見報道, 因此, 研究方形管道內不同路徑上流體平均流速與管道截面平均流速的關系的十分必要。

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