超聲波流量計具有測量范圍寬、高溫適應(yīng)性好、內(nèi)部無運動部件、易安裝維護等特點,廣泛應(yīng)用于貿(mào)易結(jié)算、能源計量、過程控制、環(huán)境保護等領(lǐng)域。近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、工業(yè)生產(chǎn)效率的提高,超聲波流量計面臨著更高的測量精度要求。超聲波流量計的設(shè)計和標定基于穩(wěn)態(tài)流場假設(shè)。實際測量過程中,超聲波流量計僅采集部分流場信息(超聲波傳播路徑上的流體線速度),通過經(jīng)驗系數(shù)(穩(wěn)態(tài)流場的線面速度比)換算,獲得瞬態(tài)流量。當實際被測介質(zhì)的速度分布與標定不同時,超聲波流量計會產(chǎn)生流場適應(yīng)性問題,造成測量誤差增大。其中,旋轉(zhuǎn)或往復(fù)部件、脫體漩渦、湍流等引起的非定常流場脈動會增加測量不確定度。解決該問題,對提高超聲波流量計測量精度和穩(wěn)定性至關(guān)重要。為了減小非定常流場脈動對超聲波流量計測量精度的影響,進行了以下三個方面研究:首先,通過建立抽象的漩渦場模型,分析非定常流場脈動引起測量不確定度增加的物理機制;然后,通過LDV實驗和CFD數(shù)值模擬,挖掘超聲波傳播路徑上非定常流場脈動的特征尺度和空間分布規(guī)律,解析非定常流場脈動對超聲波流量計線速度測量的影響規(guī)律;最后,通過理論分析和CFD數(shù)值模擬,歸納降低流場脈動誤差的流道結(jié)構(gòu)優(yōu)化...

【文章頁數(shù)】：179 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２連續(xù)介質(zhì)中的超聲波傳播示意圖??和發(fā)出超聲波信號

增加其他方向的聲道可以提高超聲波流量計對復(fù)雜流動的測量精度。??波束偏移法利用超聲波傳播路徑在高速流體中的偏移距離或偏轉(zhuǎn)角度與流體??速度的關(guān)系計算流量，如圖１．２（ｂ）所示，實線和虛線分別表示不同速度下的超??聲波傳播路徑。波束偏移法的使用需要較大的流體速度和聲速的比值ｔ／／ｃ....

圖1.3不同上游安裝條件

差和動態(tài)誤差，靜態(tài)誤差由誤差偏移反映，動態(tài)誤差是隨機的，由不確定度表??示。本節(jié)所討論的是廣義的安裝誤差，根據(jù)Ｄｅｌｓｉｎｇ，Ｈｏｌｍ?Ｍ的研究，廣義安??裝誤差包括靜態(tài)的安裝誤差（如彎管，縮頸，凸臺，各類轉(zhuǎn)接頭，閥門，超聲波??流量計內(nèi)部的突出或凹陷結(jié)構(gòu)等）和動態(tài)的安裝誤差（如....

圖1.4Brown新型整流器示意圖

備理論上可以強制改變流道內(nèi)的速度分布，使未知的上游速度分布??度分布。整流設(shè)備有許多種類，如縮頸設(shè)計可以使速度分布趨近于??，管網(wǎng)設(shè)計可以限制非定常脈動漩渦在流動法向上的脈動尺度。但??均為侵入式設(shè)計，設(shè)備本身會對管內(nèi)流動產(chǎn)生擾動，所以是否應(yīng)該??備，如何使用整流設(shè)備尚無定論。２....

圖2幾邊界層分離示意圖

了由運動部件??產(chǎn)生的脈動流對超聲波流量計的影響，并提出了周期性平均的解決方案。??但是，脫體漩渦僅具有局部周期性，揣流漩渦的頻域分布范圍較寬，二者??都無法通過簡單的時間平均獲得精確的統(tǒng)計平均值。因此，本文重點研宄脫體??漩渦和湍流對超聲波流量計測量的影響。??２．２．１脫體漩....

本文編號：3913487