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蝶阀对超声流量计在线校准性能的影响研究

耿存杰 张东飞 李国占 张洪军

耿存杰,张东飞,李国占,等. 蝶阀对超声流量计在线校准性能的影响研究[J]. 计量科学与技术,2023, 67(2): 68-74 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0048
引用本文: 耿存杰,张东飞,李国占,等. 蝶阀对超声流量计在线校准性能的影响研究[J]. 计量科学与技术,2023, 67(2): 68-74 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0048
GENG Cunjie, ZHANG Dongfei, LI Guozhan, ZHANG Hongjun. Research on the Influence of Butterfly Valve on the Onine Calibration Performance of Ultrasonic Flowmeter[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(2): 68-74. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0048
Citation: GENG Cunjie, ZHANG Dongfei, LI Guozhan, ZHANG Hongjun. Research on the Influence of Butterfly Valve on the Onine Calibration Performance of Ultrasonic Flowmeter[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(2): 68-74. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0048

蝶阀对超声流量计在线校准性能的影响研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0048
基金项目: 国家自然科学基金青年项目(12002335);浙江省自然科学基金探索项目(LQ20E060006)
详细信息
    作者简介:

    耿存杰(1982-),苏州市计量测试院工程师,研究方向:流量计量,邮箱: gengcj@szjl.com.cn

    通讯作者:

    李国占(1990-),中国计量大学副教授,研究方向:流量计量和计算流体力学,邮箱: liguozhan@cjlu.edu.cn

  • 中图分类号: TB937

Research on the Influence of Butterfly Valve on the Onine Calibration Performance of Ultrasonic Flowmeter

  • 摘要: 为研究校准现场阻流件对超声流量计的干扰,对蝶阀下游超声流量计内部的流场进行大涡模拟,分析蝶阀开度、流量计流向和周向安装位置对声道上速度分布的影响规律。结果表明,蝶阀造成下游管内速度分布发生严重畸变,且随着超声流量计流向安装距离的增大,流态畸变的干扰作用逐渐减弱,修正系数对周向安装角的敏感度也逐渐下降,最大误差由0.12减小至0.04;超声流量计周向安装位置对其声道上速度分布具有显著影响,修正系数随着周向安装角的变化而波动,且距蝶阀越远,修正系数波动值越小,尤其是周向安装角为0°和180°,修正系数误差均小于0.04;管内流态畸变程度随着蝶阀开度的增大而减小,提高了超声流量计声道上速度分布的均匀性。通过研究,获得了蝶阀扰流条件下超声流量计的推荐安装位置,有助于提高在线校准的准确性。
  • 图  1  单反射式超声流量计工作原理

    Figure  1.  Working principle of single reflection ultrasonic flowmeter

    图  2  物理模型与超声波流量计声道示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of physical model and ultrasonic flowmeter channel

    图  3  弯头下游不同流向位置处的修正系数K

    Figure  3.  Correction coefficient K at different flow direction positions downstream of elbow

    图  4  蝶阀下游管道横截面流向时均速度云图

    Figure  4.  Velocity cloud map of average velocity in downstream pipe of the butterfly valve in cross-flow direction

    图  5  蝶阀下游管道中心上的瞬时速度变化

    Figure  5.  Instantaneous velocity change on the centerline of downstream pipe of butterfly valve

    图  6  不同流向位置处声道上的速度分布

    Figure  6.  Velocity distribution on the channel at different flow directions

    图  7  修正系数K随声道流向位置的变化趋势

    Figure  7.  The change trend of the correction coefficient K with sound channel flow direction position

    图  8  不同周向安装角时声道上时均速度分布

    Figure  8.  Mean velocity distribution on the channel at different circumferential installation angles

    图  9  修正系数K随周向安装角α的变化趋势

    Figure  9.  Variation trend of correction coefficient K with circumferential installation angle α

    图  10  管道纵截面上速度云图

    Figure  10.  Velocity cloud map on the longitudinal section of the pipe

    图  11  不同流向位置处声道线上的速度分布

    Figure  11.  Velocity distribution on the channel line at different flow directions

    图  12  不同流向位置处修正系数随蝶阀开度的变化

    Figure  12.  Variation of correction coefficient with butterfly valve opening at different flow direction positions

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-16
  • 录用日期:  2022-04-01
  • 修回日期:  2023-02-09
  • 网络出版日期:  2023-03-04
  • 刊出日期:  2023-02-18

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