超聲氣體流量計是一種非接觸式流量計,換能器安裝角度的不同會導致同一聲道上流速分布不均勻,這是影響超聲氣體流量計測量準確性的關鍵因素。為了解決這一問題,提出用計算流體力學（CFD）仿真的方法,分析換能器在DN80管段上,不同安裝角度對流場流速分布的影響。研究結果表明,針對DN80管徑,當換能器安裝角度為50°,流速分布誤差最小,此時對流量測量的影響也最小。 

【文章來源】：電子測試. 2020,(13)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

建模模型

從圖3中可以看出,除去換能器凹槽部分,xy平面上的流速分布幾乎都呈對稱性,而且無論安裝角度是30°和50°,第一聲道的大流速區(qū)域都要小于第三聲道。值得注意的是,換能器凹槽部分的流速分布并不相同;如果凹槽內(nèi)存在嚴重的流速波動,同樣會對超聲波信號的傳播產(chǎn)生影響,從而導致流量測量的誤差。從圖中可以看出安裝角度為50°和30°時,第一聲道凹槽部分的流速波動明顯大于第三聲道;而且安裝角度為30°的凹槽內(nèi)產(chǎn)生旋渦的現(xiàn)象更加明顯和嚴重,甚至在第三聲道的下游邊角也有旋渦的產(chǎn)生。而產(chǎn)生這些現(xiàn)象說明換能器安裝角度不同,其凹槽部分的流速波動也不同。為了研究不同換能器安轉角度的聲道流速分布,在CFD-post軟件中,提取了四個流速的聲道1,3路徑上的100個流速數(shù)據(jù)。受篇幅限制,下面只給出入口流速為0.1m/s和10m/s流速分布曲線。

圖4 入口流速為0.1m/s流速分布曲線圖5是不同安裝角度的流速相對誤差曲線。從圖中可以看出安裝角度為30°時,流速相對誤差最大。而無論在那種流速下,安裝角度為50°的流速相對誤差最小,其次誤差較小的是安裝角度40°,這與上一節(jié)流速分布曲線的分析是一致的;而且流速越大,流速相對誤差越小。但是0.1m/s流速下無論哪個安裝角度的相對誤差都較大,這也說明了安裝角度對流速測量的影響在小流速情況下更加嚴重。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]多聲道超聲波氣體流量檢測技術仿真與實驗研究[D]. 唐曉宇.浙江大學 2016
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碩士論文
[1]氣體超聲波流量計系統(tǒng)數(shù)學模型建立與信號處理方法研究[D]. 朱文姣.合肥工業(yè)大學 2016



本文編號：3471772