渐缩管和直管流场中超声流量计的适应性研究.pdf

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1、68传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第5期渐缩管和直管流场中超声流量计的适应性研究郭小丽，郑丹丹，张涛，杨芳，吴朝晖，胡鹤鸣。(1．天津大学电气与自动化工程学院。天津300072；2．海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津300451；3，中国计量科学研究院，北京100013)摘要：针对不具备直管段安装条件，如何选择前直管段长度，从数值仿真、流场分析、误差分析等方面，对DN100四声道超声流量计上游安装DN150变DN100渐缩管和安装直管的适应性进行了研究。数值仿真分析了不

2、同安装条件下管道中流场分布特性，指出测量误差绝对值随前直管段长度的减小而增大。通过数值仿真，上游分别安装DN150变DN100渐缩管和直管时，为了保证测量误差±O．5％内，前直管段应大于4D和8D。关键词：超声流量计；数值仿真；渐缩管中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)05-0068-05AdaptabilitystudyofultrasonicflowmeterintheflowfieldofreducerandstraightpipeGUOXiao．1．i．，ZHENGDan．dan，ZHANGTao，

3、YANGFang，WUZhao—hui，HUHe—ming3(1．SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，TianjinUniversity，Tianjin300072，China；2．EngineeringDivision，OfshoreOilEngineeringCoLtd，Tianjin300451，China；3．NationalInstituteofMetrology，Beijing100013，China)Abstract：Aimingattheproblemofthelengthselect

4、ionofformerstraightpipewhenstraightpipeinstallingisimpossible，theadaptabilityofDNIO0four—pathultrasonicflowmeterforupstreaminstallationofDN150toDN100reducerandstraightpipeisstudiedfromnumericalsimulation，flowfieldanalysisanderroranalysis．Thedistributioncharacteristicsofpipeline

5、flowfieldunderdifferentconditionsofinstallationisshowedbynumericalsimulationwhichindicatestheabsolutevalueofmeasurementerrorwillincreasewiththelengthofformerstraightpipedecrease．Accordingtonumericalsimulation，toensurethemeasurementeroriswithin±O．5％，thelengthofformerstraightpipe

6、shouldbemorethan4DundertheinstallationofDN150changetoDN100reducerand8Dundertheinstallationofstraightpipe．Keywords：ultrasonicflowmeter；numericalsimulation；reducerpipe0引言在实际应用中，受到安装环境限制，超声流量计上游安超声流量计与传统流量计相比，具有测量范围宽、测量装的阻流件(如弯头、渐缩管等)和前后直管段长度不足，精度高、工作稳定、易于维护等优点，在一些大型管道的流使流体流动不能达到充

7、分发展状态，导致超声流量计的测体测量工程领域，如三峡水电工程、热电项目等广泛使用。量性能下降。因此，研究不满足通常安装要求时，如何提高目前，多声道超声流量计广泛应用于国内外大型水电站输超声流量计的测量精度尤为重要。KurnadiD等人提出水管道的流量计量，以实现水轮机效率和状态的在线监了一种网络式的多声道布置方案，可实现高精度测量和重测J。美国、荷兰等12个国家已将多声道超声流量计应用构流场的分布，但该流量计结构复杂，不利于推广。贺胜等于天然气贸易输送计量。我国在“西气东输”工程中，也人采用CFD计算获取管道内的流场信息并通过数值计正在研究将超声流量

8、计取代传统的孔板流量计达到准确计算获得K系数(即超声波传播路径上流体平均流速与管道量、节能降耗的目的j。截面