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蝶阀对超声波流量计测量误差的影响及修正模型
1
作者
王晓东
李丹丹
+4 位作者
张晓菡
岳宇
李云飞
武晓菲
邢兰昌
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第28期12023-12032,共10页
超声波流量计(ultrasonic flow meters,UFMs)的测量性能对安装位置极为敏感,实际应用中不可避免地遇到非标准测试条件。针对常见的阀门扰流件,目前尚缺乏相应的误差影响规律及误差修正模型研究。以蝶阀为阀门研究对象,构建不同入口流速...
超声波流量计(ultrasonic flow meters,UFMs)的测量性能对安装位置极为敏感,实际应用中不可避免地遇到非标准测试条件。针对常见的阀门扰流件,目前尚缺乏相应的误差影响规律及误差修正模型研究。以蝶阀为阀门研究对象,构建不同入口流速、管径、阀门位置和开度等条件下超声波流量测量过程的有限元数值模型,探讨蝶阀对流场和误差特性的影响规律,最终建立超声波流量计的测量误差修正模型。结果表明:管道内流体受到阀板阻挡而引起过流截面积缩小,阀板与管壁之间形成高流速区域;阀门上游和下游管道截面上的流速分布发生畸变,畸变程度随着距离的增大而逐渐减弱;对于管径的影响,当流量计距下游阀门大于0.6D时(D为管道直径),根据误差特性可以把管径分为两组,分别为0.1~0.3 m和0.4~0.6 m,可针对两组管径范围分别建立误差修正模型;当流量计距离上游阀门大于5D,管径0.1~0.6 m范围内的测量误差一致性较强,可建立统一的误差修正模型;经模型修正后,流量测量误差低于2.0%;对于阀门开度的影响,当阀门开度在30°~75°范围内,流量计距离下游和上游阀门分别大于0.6D和5D时,测量误差一致性较强,在阀门位置确定的条件下,针对不同阀门开度可以建立统一的修正模型;经模型修正后,流量测量误差低于2.0%。研究成果为拓展超声波流量计在非标测试条件下的应用范围提供了理论依据和模型支撑。
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关键词
超声波流量计(UFM)
蝶阀
流场特征
误差特性
误差修正
数值模拟
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职称材料
题名
蝶阀对超声波流量计测量误差的影响及修正模型
1
作者
王晓东
李丹丹
张晓菡
岳宇
李云飞
武晓菲
邢兰昌
机构
中国
石化胜利油田分公司
技术
检测
中心
中国石油大学
(
华东
)控制科学与
工程
学院
智能
感知与
测控
技术
山东省
工程
研究
中心
(
中国石油大学
(
华东
))
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第28期12023-12032,共10页
基金
国家科技重大专项(2024ZD140660408)
国家留学基金(202106455003)
+1 种基金
山东省自然科学基金(ZR2024ME090)
中石化集团公司科技攻关项目(P321043)。
文摘
超声波流量计(ultrasonic flow meters,UFMs)的测量性能对安装位置极为敏感,实际应用中不可避免地遇到非标准测试条件。针对常见的阀门扰流件,目前尚缺乏相应的误差影响规律及误差修正模型研究。以蝶阀为阀门研究对象,构建不同入口流速、管径、阀门位置和开度等条件下超声波流量测量过程的有限元数值模型,探讨蝶阀对流场和误差特性的影响规律,最终建立超声波流量计的测量误差修正模型。结果表明:管道内流体受到阀板阻挡而引起过流截面积缩小,阀板与管壁之间形成高流速区域;阀门上游和下游管道截面上的流速分布发生畸变,畸变程度随着距离的增大而逐渐减弱;对于管径的影响,当流量计距下游阀门大于0.6D时(D为管道直径),根据误差特性可以把管径分为两组,分别为0.1~0.3 m和0.4~0.6 m,可针对两组管径范围分别建立误差修正模型;当流量计距离上游阀门大于5D,管径0.1~0.6 m范围内的测量误差一致性较强,可建立统一的误差修正模型;经模型修正后,流量测量误差低于2.0%;对于阀门开度的影响,当阀门开度在30°~75°范围内,流量计距离下游和上游阀门分别大于0.6D和5D时,测量误差一致性较强,在阀门位置确定的条件下,针对不同阀门开度可以建立统一的修正模型;经模型修正后,流量测量误差低于2.0%。研究成果为拓展超声波流量计在非标测试条件下的应用范围提供了理论依据和模型支撑。
关键词
超声波流量计(UFM)
蝶阀
流场特征
误差特性
误差修正
数值模拟
Keywords
ultrasonic flow meter(UFM)
butterfly valve
flow field characteristics
error characteristics
error correction
numerical simulation
分类号
TK313 [动力工程及工程热物理—热能工程]
TH814 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
蝶阀对超声波流量计测量误差的影响及修正模型
王晓东
李丹丹
张晓菡
岳宇
李云飞
武晓菲
邢兰昌
《科学技术与工程》
北大核心
2025
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