电磁超声流量计仿真与设计---会议论

电磁超声流量计仿真与设计---会议论

ID:29957913

大小:245.56 KB

页数:5页

时间:2018-12-25

电磁超声流量计仿真与设计---会议论_第1页
电磁超声流量计仿真与设计---会议论_第2页
电磁超声流量计仿真与设计---会议论_第3页
电磁超声流量计仿真与设计---会议论_第4页
电磁超声流量计仿真与设计---会议论_第5页
资源描述:

《电磁超声流量计仿真与设计---会议论》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、电磁超声流量计仿真与设计[摘要]:本文设计一种电磁流量计和超声流量计相结合的复合式流量计。此种新型流量计可对不同种类的液体有针对性的进行计量,发挥各自单独优势,提高计量数据准确性,并且可以使用超声波流量计定期对电磁流量计进行校准,实现流量计的自校准。采用FLUNT仿真软件,研究换能器对电磁流量计电极附近流场的影响,计算电极垂直截面处流体的平均流速以及流场稳定性,确定换能器最佳安装位置。仿真结果表明,两个换能器之间的垂直距离在80mm时,电极截面附近平均流速与入口给定流速相近,并且流场稳定,无漩涡存在,为实际管道加工提供理论依据。[关

2、键词]:[中图分类号]:TB937Abstract:KeyWords:1.前言电磁流量计由于其压损小、量程范围宽、精度高并且可测量各种浆液等优点,已被广泛地使用在工业工程中一些导电液体的流量测量,大口径电磁流量计被应用于城市自来水供应、污水排放等关系到国计民生、贸易结算等流量计量领域[1]。电磁流量计流量量值通常在制造厂经过流量标准装置实流校准,然而在现场流动和使用条件偏离实流校准时的参比工作条件,或者是贸易交接计量需要短期内需要进行周期检定,以及不容许停役管线离线校准的场所,需要对流量计进行在线校准[2],以确保计量数值准确可靠。

3、流量仪表在线校准是在现场将流经待校准仪表的流体临时接入流量标准装置或是标准计量器具进行比较。电磁流量计电极和超声流量计换能器安装在同一段测量管上,可实现电磁流量计的在线自校准。2.流量计管道模型建立电磁流量计安装时,电极与励磁线圈在空间上相互垂直。超声波换能器与电磁流量计共用同一段管体,若换能器与励磁线圈安装在同一截面,由于励磁线圈体积过大,必然导致安装不便,所以考虑换能器与电极安装在同一截面上,换能器分布于电极两侧,以Z型进行安装。电磁流量计是通过检测管道内流体的平均流速来求得流量。此处平均流速,是指管道垂直截面上的平均流速。超声

4、波流量计部分采用双探头单声道时差法原理,两探头之间距离为,声道与管壁倾角,顺流传播时间为,逆流传播时间为。容易推算出管内流体的平均速度:式中:;为声波在两探头间流体中直线传播次数,上述情况;为管道内直径。管道模型采用DN50管道,为了得到充分发展的流场,基表上游直管段取的长度,下游直管段取的长度[3]。换能器直径为10mm,如图1所示,插入深度约为5mm。图2为复合流量计的管道模型。图1超声波换能器图2复合流量计管道模型Figure.1.UltrasonictransducerFigure.2.Compoundflowmeterpi

5、pemodel1.网格划分与边界条件设置采用Solideworks对管道整体结构建立模型。综合考虑节省管道材料,换能器安装不影响电磁流量计正常工作,以及电磁极板安装方便等因素,共建立4组模型,管道口径均为50mm,换能器之间的垂直距离()分别为40mm、60mm、80mm和100mm,然后将4组模型导入Gambit绘制网格。由于换能器附近结构复杂,使用非结构网格单独划分,其他管道部分采用结构网格即可满足要求,网格尺寸均设定为1.5,网格数量为43万个。图2为网格划分示意图。图3复合流量计网格划分示意图Figure.3.Schemat

6、icofcompositemetermesh基于该流量计的用途,管道内的流体选取液液态水,水温设置为常温20℃,入口速度设定为小流量0.5m/s和常用流速4m/s,出口设置为OUTFLOW。由式(1)可得出雷诺系数,管道内的流体为湍流状态。针对发展非常充分的湍流流动模型,选取标准模型来计算,可使得计算结果更加精确。对于圆形管道,水力直径就等于圆管直径,湍流强度[4]按公式(2)可得。湍流长度尺寸按公式(3)进行计算。(1)式中:为20℃水的运动粘度;为入口水流速;为特征尺寸,即管道直径。(2)式中:和分别为湍流脉动速度与平均速度。 

7、(3)由湍动能按公式(4)可计算得出。(4)在已知湍流长度尺度情况下,湍流耗散率可按照公式(5)来计算可得出。(5)式中:按经验取值0.09[5]。由于液态的水处于不可压流动,所以在求解离散方程时,采用FLUENT默认状态下的分离求解器,计算空间选择三维模型,时间上选择稳态,欠松弛因子保持默认状态,残差收敛精度设为10-4,迭代次数设置为10000次,实际迭代2000次左右就收敛,终止迭代。1.实验结果分析在边界条件设置相同情况下,采用FLUNT对不同模型进行求解计算,截取电极处垂直于管体截面的速度分布云图,如图4(入口流速0.5m

8、/s)、图5(入口流速4m/s)所示,分别为换能器之间不同垂直距离的等速线剖面图。(a)换能器相距40mm速度分布图(b)换能器相距60mm速度分布图(a)velocityprofileoftransducerapart40mm(b)

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。