氣體超聲波流量計(jì)非理想流場分析與補(bǔ)償方法.pdf

1、在天然氣計(jì)量領(lǐng)域，氣體超聲波流量計(jì)相較于傳統(tǒng)的流量計(jì)（孔板、渦街、渦輪等）以其寬量程比、高可靠性、高計(jì)量精度、低壓力損失以及無機(jī)械活動(dòng)部件等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于西氣東輸管網(wǎng)、城市門站以及燃?xì)鈨ε湔镜忍烊粴赓Q(mào)易計(jì)量場合。于此同時(shí)，國內(nèi)的氣體超聲波流量計(jì)市場長期被外資企業(yè)所壟斷。這些天然氣儀表價(jià)格昂貴，而且能源行業(yè)是關(guān)系國計(jì)民生的重要行業(yè)，因此自主研發(fā)其核心設(shè)備實(shí)乃必須，具有極其重要的戰(zhàn)略意義。
　　氣體超聲波流量計(jì)的研發(fā)難點(diǎn)主要集中在信號

2、檢測與處理、基本元器件的研制以及流場分析與補(bǔ)償方法三方面。本論文的研究內(nèi)容主要是流場分析與補(bǔ)償方法。本文首先針對典型非理想流場進(jìn)行數(shù)值仿真，進(jìn)而設(shè)計(jì)出針對DN100管徑的聲道布局。在分析了大量的仿真結(jié)果后，提出了提高表體計(jì)量精度的方法，即分別從計(jì)算模型的優(yōu)化以及對流場的優(yōu)化兩方面來進(jìn)行考慮，其主要內(nèi)容如下:
　　1.典型非理想流場的數(shù)值仿真與測量分析。本文首先根據(jù)國內(nèi)外的檢定標(biāo)準(zhǔn)確定了重點(diǎn)針對空間三維雙彎管模型開展研究。以設(shè)計(jì)流場

3、適應(yīng)性強(qiáng)的表體為目的，結(jié)合低功耗要求以及換能器實(shí)際尺寸帶來的安裝要求等限制條件，設(shè)計(jì)出針對DN100管徑的弦向聲道與徑向聲道共存的四聲道布局。
　　2.修正系數(shù)線性擬合法的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文對空間三維雙彎管模型進(jìn)行數(shù)值仿真，在分析不同速度以及距雙彎管出口不同位置處的聲道線的速度信息，發(fā)現(xiàn)弦徑比與修正系數(shù)的值存在線性擬合關(guān)系。以此為基礎(chǔ)，提出修正系數(shù)的線性擬合法，并將該方法應(yīng)用到數(shù)值仿真以及現(xiàn)場試驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證。
　　3.整流