本文介紹了單路和多路式超聲流量計(jì)在不同安裝條件下的測(cè)試情況,其中包括流量計(jì)內(nèi)管的流速分布測(cè)量和常見上游擾動(dòng)形式對(duì)流量計(jì)性能的影響。測(cè)試的擾動(dòng)源有單彎頭、平面雙彎頭和非平面雙彎頭三種形式,其中有的擾動(dòng)源下游還另配了整流器。被測(cè)的超聲流量計(jì)為單路和多路式各兩臺(tái)兩種品牌。測(cè)試結(jié)果表明:在天然氣計(jì)量站中,氣體流量計(jì)上游的典型管路配置所產(chǎn)生的流速擾動(dòng),至少需要100倍管徑長度的直管段才能徹底予以消除。超聲流量計(jì)對(duì)流速分布發(fā)展情況的敏感程度隨其類型的不同而不同。整流器雖能減小流速擾動(dòng),但并不總是有益于流量計(jì)的性能。測(cè)試結(jié)果還表明:流速擾動(dòng)引起的流量計(jì)性能漂移可以通過實(shí)測(cè)的流速分布圖計(jì)算出來。
自從超聲流量計(jì)一誕生,人們就知道流體的流速分布形態(tài)直接影響超聲波束穿過流體的時(shí)間差,而波束穿越時(shí)間則是推算流量所必需的測(cè)量參數(shù),將它的測(cè)量值與流量計(jì)的幾何參數(shù)結(jié)合起來,就可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)單次波束測(cè)得的線平均流速。但流量測(cè)量需要流量計(jì)處的體平均速度。從線速度到體速度的換算方法有兩種選擇,一種是切實(shí)掌握流速的實(shí)際分布形態(tài),一種是選用一路或多路通道使流速分布形態(tài)不影響流量計(jì)量。這些流速分布形態(tài)可以是事先假定的,也可以由多聲路測(cè)量法實(shí)際測(cè)定。單路式超聲流量計(jì)一般都是基于一種假定的流速分布形態(tài),結(jié)果它對(duì)實(shí)際形態(tài)上的偏離很敏感;對(duì)于典型配管布置所產(chǎn)生的速度分布,多路式超聲流量計(jì)的敏感程度較單路式要小。
經(jīng)常與其它流量計(jì)配合使用的整流器,也可以提高超聲流量計(jì)的性能。整流器能夠提供與流量計(jì)的要求相一致的流速分布形式和/或消除可能降低流量計(jì)性能的流速擾動(dòng)(如旋渦)。
本文闡述了常見管配件對(duì)流速分布產(chǎn)生的影響與單路和多路式超聲流量計(jì)計(jì)量性能之間的關(guān)系,并通過測(cè)定流量計(jì)內(nèi)管流速分布圖和上游管配件對(duì)流量計(jì)測(cè)量誤差的貢獻(xiàn)大小說明了這一關(guān)系。另外,本文還提供了利用計(jì)算流體力學(xué)方法(CFD)預(yù)測(cè)超聲流量計(jì)計(jì)量/工藝性能的驗(yàn)證資料。這種CFD模型的驗(yàn)證結(jié)果提高了事先預(yù)測(cè)很多管配件對(duì)超聲流量計(jì)性能影響的準(zhǔn)確性,而這些管配件在流量計(jì)的安裝過程中是有可能經(jīng)常遇到的。
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