维托辛斯基收敛曲线在大口径超声波水表流道设计中的应用

发布时间：2024-04-13 05:47

　　超声波水表是机电一体化智能水表的典型代表之一,由于其高可靠性及智能化的特点,在水表应用领域占据越来越高的市场份额。但超声波水表由于其特殊的测量方式和结构,使其对流道的设计有较高要求。为此,将维托辛斯基收敛曲线应用于实际工程中,研究和验证该曲线在超声波水表管段的可操作性,为超声波水表的设计提供相关工程设计经验。

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【部分图文】：

图1测量示意图

超声波水表是利用声波在流道水流体中传播的速度差来测量流道水流体的速度,通过水流体的速度变化量来计量流道内流经的水流量以得到流道内水体积,其工作原理如图1所示。超声波换能器和专用计时芯片通过发射一定量的能量波将供水流道中水流速值转换成时间差,如式(1)所示,然后经过函数计算获得流道....

图2缩径流道流线示意图

如图2所示,流体从大直径的流道流往小直径的流道时,会引起流线弯曲及流速收缩。当流体进入缩径流道后,由于流体惯性,流束将继续收缩直至最小截面Ac(称为缩颈),而后又逐渐扩大,直至充满整个缩颈截面A2。在缩颈Ac附近的流束与管壁之间有一充满小漩涡的低压区。而此低压漩涡区出现的区域接近....

图3换能器布局示意图

图2缩径流道流线示意图3维托辛斯基收敛曲线的应用

图4过度缩小X1距离示意图

但过度地缩小距离X1将无法使得缩径处呈现圆弧过渡,出现非圆弧过渡点,如图4,而非圆弧过渡点的出现将扩大小漩涡低压区的范围,造成适得其反的测量效果。因此,介于此空间瓶颈的存在,引入维托辛斯基收敛曲线来弥补因X1过短而造成的非圆弧过渡点缺陷。

本文编号：3952572