超声波流量计基于CFD最优声道位置的探讨 一

摘要: 时差法超声波流量计圆形管道内不同声道位置上流体平均流速与管道截面平均流速的关系已被广泛研究, 但是对于非圆形测量管体尚缺乏相应报道。本文针对某种方形管道, 采用计算流体动力学( CFD)方法获得管道内的流场分布, 进而通过数值计算得到时差法超声波流量计不同声道上K系数( 即超声波传播路径上流体平均流速与管道截面流体平均流速之比) 随雷诺数的变化关系, 并选取K 系数随雷诺数变化最小的声道作为最优声道, 研究结果有利于简化流量补偿计算。

1引 言

时差法超声流量计是目前应用最普遍的超声流量计之一。基于时差法测量出的是超声波传播路径上流体的平均流速而不是管道横截面上的平均流速, 因此在计算流量时需要采用K系数法进行修正。K系数为超声波传播路径上的流体平均流速与管道横截面上的流体平均流速的比值。K系数与超声波传播路径有关且随雷诺数变化而变化, 研究不同声道的K 系数随雷诺数变化规律有利于流量补偿计算和提高测量精度。

传统的圆形管道内超声波不同传播路径上流体平均流速与管道截面平均流速的关系已被广泛研究。但是对于非圆形管道内不同路径上流体平均流速与管道截

面平均流速的关系的报道较少。而采用方形管道的超声波流量计已见报道, 因此, 研究方形管道内不同路径上流体平均流速与管道截面平均流速的关系的十分必要。

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