您好,大爆奖娱乐城官方网站欢迎您!

官方微信|加入收藏|联系www.88125a.com

电磁流量计

全国咨询服务热线:

0517-8699832618952302362

www.88125a.com

大爆奖线上娱乐

提高超声波气体流量计精度的整流装置研究

来源:作者:发表时间:2017-06-01 10:09:35

 摘要:当均速管流量传感器安装在弯头下游时。由于流体流动为非充分发展湍流。增加了放大器流量检测的误差。为提高仪表检测精度。提出了在超声波气体流量计前端一定距离安装整流装置改善气态分布均匀性,减少超声波测量误差的方法,采用理论计算分析和实际试验相结合的方法。基于传统整流装置。设计了改进型整流装置结构。经实验验证,安装改进的装置后。超声波流量计的线性误差减少到0.2%内。

 
引言
          为满足气体流量计测量不断提高要求。超声波技术被应用于气体流量检测。它是继孔板。涡轮流量计之后出现的第三类高精度的新兴气体检测仪表。超声波气体流量计是通过超声波脉冲沿顺。逆流两个方向上声传播时间不同来测量气体的流速和流量的新技术。由于它对流体无阻力。无压力损失。受流体物理性质限制少以及使用简单等特点。备受业界关注。具有很大的前景。换能器装置及其关键技术。流场适应性问题。时间测量技术等都将影响超声波气体流量计测量精度。流场适应性问题又是相对容易解决的技术问题。它可以细分为管道走向。管壁粗糙度。阻流件及调整器等问题。
 
流程适应性研究
          对超声波流量计流场适应性问题的研究主要分析管道走向调节装置对流量检测带来的影响达到最适宜于流量计安装及检测的条件管道走向的变化会改变流场速度分布并使之产生扭曲很多科研人员出于各种不同的目的都对这一现象进行过研究相关的研究成果近年来己被成功应用于气体超声波流量计年等人利用激光多普勒技术对单弯管流场进行了分析
 
          年等人利用理论推导与流体动力学相结合的分析方法计算了弯管中的流体扰动问题对流场分布给出了数值解年德国的科研人员和将计算流体动力学与实验技术相印证成功地分析了超声波流量计检测精度与弯管流场变形之间的关系年等人探讨了直角弯管中流场对电磁流量计检测精度的影响情况他们的实验测量数据最远到达弯管后部倍直径的距离年吴春华利用实验测量系统测试了电路延时完成补偿算法对多个标定流量点进行了样机实流检测验证了通过测量压力差对弯管二次流误差修正的流畅适应性仿真结果和补偿方法的有效性年郑丹丹等人基于实流实验与数值仿真相结合对单声道流量计的种声道布置进行研究表明声道布置对流场适应性有一定的影响综合国内外学者对超声波流量计复杂流场的研究成果本文基于实流实验和数值仿真相结合方法对流场整流装置进行系统研究分别比较了多种不同的整流装置对流场影响提出一种新型整流结构最终实现整流效果提高超声波流量计的流畅适应性
 
新型整流装置
          由雷诺实验我们可以知道流体在管道中流动时因为黏滞力的存在而产生两种流态层流与湍流考虑到管道内流速分布的不均匀一般会在管道内加装整流器使流体通过整流器后流速分布状况得到显著改善本设计主要针对超声波气体流量计管道内的整流器提出了一种包括整流器的开孔大小开孔个数开孔位置等的设计方法根据普朗特流速分布经验公式式可知在不同流体状态下流速分布是不同的
QQ截图20170601101028.jpg
 
          式中为流体距离轴芯线处的沿轴线方向的面平均流速为流体在轴芯线上的流速值为的最大值为管道的半径为流速分布指数它与管道内的流体雷诺数有关如公式所示
 
          根据普朗特流速分布经验公式可以建立在湍流状态下的流速分布等效模型如图所示假设流体处于湍流的临界状态即此时根据公式可以计算得到流速分布指数以管道轴芯线为竖坐标管道半径为横坐标建立转换模型如图所示竖坐标表示气体流速横坐标表示距离轴芯线的距离图流速分布转换模型首先确定整流器开孔位置及开孔个数设计为由对称环形分布的个钻孔组成孔的尺寸是管道内径的函数节圆直径上一圈个孔节圆直径上一圈个孔节圆直径上一圈个孔节圆直径上一圈个孔节圆直径上一圈个孔然后确定各节圆直径上开孔的直径根据普朗特流速分布公式可以求得在各节圆直径上的流速并求得位置与流速对应关系如图所示加装整流器的目的是使经过整流后的流量分布均匀即通过整流器后的体积流量是均匀的假设流过节圆直径开孔的流速等于节圆直径上的流速各节圆直开孔的总面积分别为根据体积流量计算公式流过各节圆直径上开孔的体积流量相等
 
          式中为体积流量为流体流速为过流横截面积根据普朗特流速分布公式代入可以得到公式
各节圆直径上的开孔位置图
 
实验结果
          本实验测量模型如下测量管道模型直径固定气体经过弯道形状固定到达下游测试前直管道整流装置安装在直管道的最前端距离长短不同分别为测量区管段安装超声波测量声道的管道长度长度固定经过测量区后的气态出口缓冲区管道长度固定为具体测试数据如表所示以上实验数据说明比较上述个距离处测量值可以看出当测量表体安装在距离出口管径之后时其流场分布区域平稳将其与无整流器的情况进行比
 
 
          由于整流器是安装在管道内的因此开孔面积与管道横截面积有关假设开孔总面积为根据公式计算得到
不同直管道长度整流效果测量值
 
同理可以计算
 
与总面积的关系根据各节圆直径上开孔个数以及圆的面积计算公式可以得到各节圆直径上开孔的孔直径分别表示为分别等于确定好各节圆直径上开孔数目以及开孔直径后需要确定开孔在节圆直径上的开孔位置根据机械结构的特性开孔位置如图所示
 
本文由www.88125a.com电磁流量计提供,转载请注明出处。