变径对超声波流量计的影响探讨五

渐缩管安装条件下流场分析

随着流体从大口径(DNl50)流经小口径(DNl00)．沿管道流动方向速度梯度增大。Fluent仿真方法无法引入声波传播时间．对于各声道线平均速度的计算采用对声道上各节点速度进行线积分的方法。由于渐缩管的阻碍作用，当前直管段较短时，管道流体湍流流动发展不充分，使得声道线上测量到的速度减小。为分析这一变化规律．将声道l基准仿真和渐缩管安装条件下的仿真结果进行归一化处理，即，归一化速度=声道线平均速度。

同一声道线上在入口流速相同时，前直管段为8D和4D的速度明显小于基准时的速度，这使得超声流量计所测量到的流量减小，因此．在表3中当前直管段分别为8D和4D的时候，数值仿真结果均小于基准流量，测量误差均表现为负值。另外，由于探头凸入影响流场．使探头附近产生回流．而靠近上游的探头附近所产生回流正好经过铡量声道，即在探头附近产生负速度。

通过数值仿真．超声流量计后直管段为10D时。为了保证测量误差±O 5％以内，上游DNl50变DNl00渐缩管安装条件下．前直管段应大于4-D；上游直管安装条件下，前直管段应大于8D。

超声流量计上游安装渐缩管对来流具有阻碍作用，管道流动方向速度梯度增大，但由于渐缩管几何形状的对称，管道中流体流动不会产生扭曲和畸变，且随着管道长度的增加，渐缩管的阻碍作用逐渐消失，管道流动恢复。在DNl50变DNl00渐缩管下游16 D处安装超声流量计测量误差在±0. 1％以内。对比相同前直管段安装条件下，超声流量计在渐缩管中的测量误差小，适应性更好。

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