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超聲波流量儀表如何應對復雜工況下的測量挑戰
發布時間:2025-02-15 09:04:40

超聲波流量儀表近年發展迅速,由于具有精度等級高、壓力損失小、量程比寬、適應性強的特性,已成為公認的優越的流量測量解決方案。目前已成功應用于國內外水輪機組狀態監測、南水北調、西江引水等工程。基于時差法超聲儀表不能獲取橫截面的面平均流速,只能獲得聲波信號在傳播路徑上的線平均流速,推導出速度剖面分布內測量值與理論值的關系,獲取K系數與雷諾數的變化規律。

在實際的現場應用環境發現,超聲流量計上下游分別裝有同朝向彎頭結構的工況最為常見。流體流過彎頭后,下游速度剖面分布畸變,被測區域處于非理想非對稱狀態,當聲波路徑形式和積分計算不能較好抵消和補償這種速度偏移時,超聲流量計精確度將會對這種分布變得十分敏感,導致流量測量失真。因此需要尋找一種聲路布置方式,解決非理想安裝環境和速度畸變給檢定和實際應用帶來的偏差。

何存富等對多聲路超聲流量計在彎管環境性能進行仿真和試驗分析,指出合適的安裝參數,雙斷面測量可降低橫流對測量的影響;王雪峰等對彎管模型的流場進行理論和仿真研究,量化了超聲波流量計誤差的諸多影響因素;鮑敏等通過理論計算和CFD技術,獲得了特定彎管的管道內部流態和相應的流量系數曲線;GB/T 35138—2017《封閉管道中流體流量的測量渡越時間法液體超聲流量計》和ASME PTC 18—2011《水輪機和水泵-渦輪機性能測試規范》等中,關于聲波路徑方式指出,多斷面多弦位置分布,可改善流量測量對流態分布畸變的敏感性,有效消除或降低渦流以及橫流的影響。隨著流體仿真技術的發展,CFD逐漸成為超聲波儀表流場分析和結構優化的手段。

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