超声波燃气表矩形流道的雷诺修正系数仿真研究
PDF下载 (329)何明昊,杨 鸣.超声波燃气表矩形流道的雷诺修正系数仿真研究[J].宁波大学学报(理工版),2021,34(2):25-30.DOI:
HE Minghao,YANG Ming.Simulation research on Reynolds correction coefficient of rectangular flow channel of ultrasonic gas meter[J].Journal of Ningbo University(Natural Science & Engineering Edition),2021,34(2):25-30.DOI:
| Title: | Simulation research on Reynolds correction coefficient of rectangular flow channel of ultrasonic gas meter |
| 作者: | 何明昊, 杨 鸣 |
| Author(s): | HE Minghao, YANG Ming |
| 关键词: | 超声波燃气表; 矩形流道; 雷诺数; 雷诺修正系数 |
| Keywords: | ultrasonic gas meter; rectangular flow channel; Reynolds number; Reynolds correction coefficient |
| 分类号: | TH814 |
| 文献标识码: | A |
| 摘要: | 在超声波流量计测量技术中, 雷诺修正系数相关的研究对于提高计量精度有重要作用. 为研究矩形流道的雷诺修正系数与雷诺数的关系, 对矩形流道在常温常压流量较小情况下进行仿真, 结果发现: 矩形流道层流状态下的雷诺修正系数与雷诺数呈线性相关. 保持压强、体积流量不变, 在不同温度下进行仿真及拟合, 结果表明: 在不同温度下雷诺修正系数与雷诺数的线性关系依然满足. 在上述实验基础上, 对矩形流道湍流状态下的雷诺修正系数与雷诺数关系进行研究, 通过改变温度、压强和体积流量进行仿真及拟合发现, 矩形流道湍流状态下雷诺修正系数与雷诺数呈非线性相关. |
| Abstract: | In the measurement technology of ultrasonic flowmeter, the research on the Reynolds correction coefficient plays an important role in improving the measurement accuracy. In order to study the relationship between Reynolds correction coefficient and Reynolds number of the gas in rectangular channel under laminar flow condition, the rectangular flow channel is simulated under the condition of small flow at normal temperature and pressure. Based on the analysis of the fitting results, the conclusion is drawn that the Reynolds correction coefficient of the gas in laminar flow in the rectangular flow channel is linearly related to the Reynolds number. By keeping the pressure and volume flow constant, multiple sets of simulation and fitting experiments are carried out at different temperatures. The results show that the linear correlation between the Reynolds correction coefficient and the Reynolds number is still satisfied at different temperatures. On the basis of the above experiments, the relation between the Reynolds correction coefficient and the Reynolds number of the gas in the rectangular flow channel in the turbulent state is studied. Through simulation and fitting by changing the temperature, pressure and volume flow, it is concluded that the Reynolds correction coefficient of the gas in turbulent flow in the rectangular flow channel is nonlinearly related to the Reynolds number. |
| 参考文献 /References: | [1] 王雪峰. 基于时差法气体超声波流量计的关键技术研究[D]. 大连: 大连理工大学, 2011. [2] 汪晓凌, 黄江涛. 改善超声波气体流量计测量精度的方法研究[J]. 轻工科技, 2012, 28(9):124-125. [3] 唐晓宇, 张宏建, 谢翔, 等. 多声道超声波气体流量计声平面安装角度对测量影响的模型仿真和实验研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2017, 48(7):1923-1929. [4] 檀盼龙, 韩思奇. 时差法超声波流量测量技术研究现状与应用[J]. 无线互联科技, 2018, 15(16):31-32. [5] 杜晓泽, 刘胜祥. 时差法超声波流量计流量系数影响因素分析[J]. 工业计量, 2019, 29(2):14-15; 38. [6] 陈浩, 杨鸣. 超声波流量计双弯管流场整直问题的研究[J]. 现代科学仪器, 2019(4):5-9. [7] 孔祥强, 郭璇, 杜广生, 等. 基于CFD的超声波气表结构与流动特性研究[J]. 仪器仪表学报, 2018, 39(9): 220-227. [8] 孙望, 王鲁海, 王兆杰, 等. 基于PIV测量的超声波流量计内流场特性研究[J]. 实验力学, 2014, 29(6):695- 702. [9] 林棋, 陈子鑫, 张义勇, 等. 超声波流量计概述及流场数值模拟研究[J]. 石油工业技术监督, 2018, 34(11): 43-47. [10] 贺胜, 彭黎辉, 仲里敏. 基于CFD的超声波流量计最优声道位置研究[J]. 仪器仪表学报, 2009, 30(4):852- 856. [11] 王雪峰, 唐祯安. 超声波气体流量计的管道模型仿真和误差分析[J]. 仪器仪表学报, 2009, 30(12):2612- 2618. [12] Mousavi S F, Hashemabadi S H, Jamali J. Calculation of geometric flow profile correction factor for ultrasonic flow meter using semi-3D simulation technique[J]. Ultrasonics, 2020, 106:106165. [13] 鲍敏. 影响气体超声波流量计计量精度的主要因素研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2004. [14] 姚平. 复杂流场下气体超声波流量计测量精度提升方法[D]. 杭州: 浙江大学, 2018. [15] 陈炜刚. 气体超声波流量计非理想流场分析与补偿方法[D]. 杭州: 浙江大学, 2015. [16] 李跃忠. 多声道超声波气体流量测量关键技术研究[D]. 武汉: 华中科技大学, 2010. |
| 备注/Memo: | 收稿日期: 2020－08－15. 宁波大学学报（理工版）网址: http://journallg.nbu.edu.cn/ 第一作者: 何明昊（1995－）, 男, 湖北武汉人, 在读硕士研究生, 主要研究方向: 超声波气体流量计. E-mail: 651944260@qq.com 宁波大学学报（理工版）网址：http://journallg.nbu.edu.cn/*通信作者: 杨鸣（1963－）, 男, 浙江宁波人, 研究员, 主要研究方向: 超声波计量及显微图像处理. E-mail: yangming@nbu.edu.cn |
