超声波流量计杂质对测量精度影响机理分析

发布时间：2021-11-27 03:06

　　水中杂质是引起超声波衰减、导致超声波流量计测量不准确的主要影响因素。采用数值模拟计算和实验研究相结合的方法,对含杂质水流的超声波流量计内部杂质分布及测量精度进行了研究。采用两相流数学模型进行内部流动的数值计算,获得了不同杂质粒径在不同流量工况下的杂质分布规律,通过实验对含杂质水流的超声波流量计的测量误差进行分析,对数值计算结果进行了验证,探知了不同杂质粒径对超声波传播中心区域的影响及超声波测量误差的影响规律。结果表明,杂质粒径在0.02 mm以下,或者流量在1.05 m3/h以上时,该工况下中心区域的杂质浓度分布基本保持一致,对超声波的传播和测量精度影响规律一致。结果可为超声波流量计在含杂质水质工况下测量精度的研究提供理论参考。 

【文章来源】：农业机械学报. 2020,51(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

DN25型超声波热量表结构示意图

图3a为粒径0.01 mm的杂质在中心截面随流量变化的分布规律。从图3a可以看出，流量大于0.35 m3/h的工况下，体积分数基本趋于5%，在-8 mm位置处最大，产生堆积。从0.14 m3/h的流量开始，整个杂质分布可以分为3个区域:底部沉积区，体积分数最大;中部均匀区，体积分数与平均值接近;顶部沉降区，体积分数最小。当杂质粒径增大为0.02 mm时，各流量点下的中心截面的体积分数分布曲线变化规律与粒径为0.01 mm的基本一致，如图3b所示。但底部最大体积分数增大，说明随着粒径的增大，沉积效果明显。由上述两种粒径分布曲线中心区域(-5～5 mm)的杂质分布规律可知，该区域杂质体积分数基本保持一致。即对声波传播产生的反射、散射影响也是一定的，此种情况下可以通过流量系数进行修正，确保测量精度。

当杂质粒径继续增大到0.20 mm时，杂质的沉积现象更加明显，如图3e所示。在流量0.07、0.14 m3/h时，杂质基本沉积在-8～-5 mm的区域，其他区域的杂质含量基本为零，即在这两种流量下，杂质不会对声波传播产生影响;在流量0.35 m3/h下，杂质的沉积范围增大到-2 mm，该范围已经达到声波传播的中心区域，开始对声波的传播产生影响，随着流量的继续增大，中心范围的杂质分布变大，当流量达到3.50 m3/h时，中心区域的杂质分布基本区域一致。2.2 杂质分布对声波传播及测量的影响

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3521440