水中雜質(zhì)是引起超聲波衰減、導(dǎo)致超聲波流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)確的主要影響因素。采用數(shù)值模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,對(duì)含雜質(zhì)水流的超聲波流量計(jì)內(nèi)部雜質(zhì)分布及測(cè)量精度進(jìn)行了研究。采用兩相流數(shù)學(xué)模型進(jìn)行內(nèi)部流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算,獲得了不同雜質(zhì)粒徑在不同流量工況下的雜質(zhì)分布規(guī)律,通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)含雜質(zhì)水流的超聲波流量計(jì)的測(cè)量誤差進(jìn)行分析,對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,探知了不同雜質(zhì)粒徑對(duì)超聲波傳播中心區(qū)域的影響及超聲波測(cè)量誤差的影響規(guī)律。結(jié)果表明,雜質(zhì)粒徑在0.02 mm以下,或者流量在1.05 m3/h以上時(shí),該工況下中心區(qū)域的雜質(zhì)濃度分布基本保持一致,對(duì)超聲波的傳播和測(cè)量精度影響規(guī)律一致。結(jié)果可為超聲波流量計(jì)在含雜質(zhì)水質(zhì)工況下測(cè)量精度的研究提供理論參考。 

【文章來(lái)源】：農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2020,51(07)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

DN25型超聲波熱量表結(jié)構(gòu)示意圖

圖3a為粒徑0.01 mm的雜質(zhì)在中心截面隨流量變化的分布規(guī)律。從圖3a可以看出，流量大于0.35 m3/h的工況下，體積分?jǐn)?shù)基本趨于5%，在-8 mm位置處最大，產(chǎn)生堆積。從0.14 m3/h的流量開(kāi)始，整個(gè)雜質(zhì)分布可以分為3個(gè)區(qū)域:底部沉積區(qū)，體積分?jǐn)?shù)最大;中部均勻區(qū)，體積分?jǐn)?shù)與平均值接近;頂部沉降區(qū)，體積分?jǐn)?shù)最小。當(dāng)雜質(zhì)粒徑增大為0.02 mm時(shí)，各流量點(diǎn)下的中心截面的體積分?jǐn)?shù)分布曲線(xiàn)變化規(guī)律與粒徑為0.01 mm的基本一致，如圖3b所示。但底部最大體積分?jǐn)?shù)增大，說(shuō)明隨著粒徑的增大，沉積效果明顯。由上述兩種粒徑分布曲線(xiàn)中心區(qū)域(-5～5 mm)的雜質(zhì)分布規(guī)律可知，該區(qū)域雜質(zhì)體積分?jǐn)?shù)基本保持一致。即對(duì)聲波傳播產(chǎn)生的反射、散射影響也是一定的，此種情況下可以通過(guò)流量系數(shù)進(jìn)行修正，確保測(cè)量精度。

當(dāng)雜質(zhì)粒徑繼續(xù)增大到0.20 mm時(shí)，雜質(zhì)的沉積現(xiàn)象更加明顯，如圖3e所示。在流量0.07、0.14 m3/h時(shí)，雜質(zhì)基本沉積在-8～-5 mm的區(qū)域，其他區(qū)域的雜質(zhì)含量基本為零，即在這兩種流量下，雜質(zhì)不會(huì)對(duì)聲波傳播產(chǎn)生影響;在流量0.35 m3/h下，雜質(zhì)的沉積范圍增大到-2 mm，該范圍已經(jīng)達(dá)到聲波傳播的中心區(qū)域，開(kāi)始對(duì)聲波的傳播產(chǎn)生影響，隨著流量的繼續(xù)增大，中心范圍的雜質(zhì)分布變大，當(dāng)流量達(dá)到3.50 m3/h時(shí)，中心區(qū)域的雜質(zhì)分布基本區(qū)域一致。2.2 雜質(zhì)分布對(duì)聲波傳播及測(cè)量的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3521440