發(fā)布時(shí)間：2021-10-11 08:26

　　低碳經(jīng)濟(jì)已然成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新模式。天然氣的推廣與大量使用符合發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的需要。各式氣體流量計(jì)是天然氣計(jì)量工作中的基本工具,由其測(cè)得的數(shù)據(jù)是完成能源計(jì)量的基礎(chǔ)信息,還是進(jìn)行相關(guān)貿(mào)易結(jié)算的重要基礎(chǔ)。超聲波流量計(jì)（UFM）對(duì)比其他類型的流量計(jì)量程比更大,精度較高。本文對(duì)現(xiàn)有DN25型UFM為原型,設(shè)計(jì)了五種不同燃?xì)獗砹鞯澜Y(jié)構(gòu),并基于CFD對(duì)其在不同流量下流場(chǎng)分布進(jìn)行仿真分析。此外本文還對(duì)在有流量計(jì)背景流場(chǎng)下的超聲波瞬態(tài)傳播過程進(jìn)行仿真計(jì)算,觀察超聲信號(hào)在有背景流場(chǎng)時(shí),傳播過程中聲壓幅值的衰減情況。本文使用流體仿真計(jì)算軟件FLUENT對(duì)所設(shè)計(jì)的各個(gè)儀表流道優(yōu)化方案進(jìn)行了流動(dòng)特性的分析計(jì)算。五種方案均由進(jìn)口穩(wěn)壓腔、出口穩(wěn)壓腔和中間測(cè)量段組成。五種方案中,其中兩種方案是直接在原儀表模型基礎(chǔ)上做改進(jìn),其中一種方案增加了測(cè)量段整流片,另一種方案兼具測(cè)量段整流片和穩(wěn)壓腔導(dǎo)流片。另外三種方案都將原基表測(cè)量段改為有縮頸的結(jié)構(gòu),其中一種在直管段內(nèi)增加了等距整流片,而另一種不僅增添整流片,還在此基礎(chǔ)上增加了導(dǎo)流片結(jié)構(gòu)。通過仿真計(jì)算可以得到不同方案在不同流量下的流場(chǎng)分布狀態(tài),根據(jù)計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)整流片、導(dǎo)流片與縮... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１常見的聲道布置方式??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??１．３．２時(shí)差法超聲波流置計(jì)的基本原理??時(shí)差法ＵＦＭ的基本工作原理如圖１－２所示，管道直徑為Ｄ，在管道上裝有??發(fā)射換能器ａ發(fā)射超聲波和接收器ｂ接收超聲波，來流速度ｖ的方向如圖中所??示，換能器的布置角度為０。由于受流體流動(dòng)的影響，超聲波順逆流傳播用時(shí)有??所不同。時(shí)差法ＵＦＭ則是通過測(cè)量聲波順流與逆流傳播時(shí)間的差值，推算流體??流速，進(jìn)而計(jì)算得到流體流量。??ｖ?ｂ??ｉ＞?Ｌ??０??ａ??圖１－２超聲波流量計(jì)原理圖??可以得出超聲波順流的傳播時(shí)間為：??Ｌ?Ｄ／ｓｍｄ??ｔａ＿ｈ?＝?ｈｒ?＝?ｈｒ??Ｃ－＼－ＵＬ?ＣＯＳ?６?ＣＪｒＵｌ?ｃｏｓ?６?（１１）??逆流傳播時(shí)間：??Ｌ?Ｄ／?ｓｉｎ?０??ｔｈ＿ａ?＝?ｈｒ?＝?ｈｒ??Ｃ－ＵＬ?ＣＯＳ０?Ｃ－ＵＬＣＯＳ０?（１?９）??傳播的時(shí)間差為：??．?Ｄ?／?ｓｉｎ?０?Ｄ／ｓｉｎ?６?２Ｄｕ，?ｃｏ＼０?＾?＾??＝?－?＋?Ｔ?ｎ￣Ｔ?＝?￣?＇?＾?（１＇３）??其中，ｗ為流體在聲傳播路徑上的線平均流速，ｍ／ｓ?；?ｒ?yàn)槌暡ㄔ跉怏w中??傳播以外的時(shí)間延遲，這其中包含換能器響應(yīng)時(shí)間以及電路延遲，ｓ；?Ｄ為管道??直徑，ｍ；?Ｚ為超聲波傳播距離，ｍ；?ｃ為聲波在靜止傳播介質(zhì)中的傳播速度ｍ／ｓ。??因流量計(jì)整個(gè)量程內(nèi)的ＷＬ＜＜Ｃ，故略去Ｗ，２?ＣＯＳ２沒，得到如下公式：??６??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??本研究所涉及的超聲波燃?xì)獗戆ㄟM(jìn)氣口與出氣口連通的進(jìn)氣腔與出氣腔，??進(jìn)氣腔和出氣腔之間的測(cè)量直管段，如圖２－１所示。其中超聲波測(cè)量段為２５ｘ９？？？??矩形通道結(jié)構(gòu)，由于超聲波在空氣介質(zhì)中傳播衰減很快，為了減少聲路長(zhǎng)度，超??聲換能器以對(duì)射式安裝在測(cè)量段兩側(cè)，換能器內(nèi)部陶瓷片封裝部分即與流體接觸??部分半徑為１２〃？。為了方便描述基表結(jié)構(gòu)，繪制了如圖２－２所示的原基表模型??坐標(biāo)系圖，坐標(biāo)系原點(diǎn)在測(cè)量直管段幾何中心處。??Ｚ適氣口?．ｙ??圖２－１原基表模型等軸側(cè)視圖?圖２－２模型坐標(biāo)示意圖??方案Ｉ在原基表模型的基礎(chǔ)上將中間測(cè)量直管段改造為由漸縮段、直管段與??漸擴(kuò)段組成的聯(lián)通結(jié)構(gòu)，其中漸縮段為ｙ方向漸縮，漸縮段與漸擴(kuò)段的水平長(zhǎng)度??均為１５ｗｍ，中部縮頸為２５ｘ５／？ｗ的矩形通道結(jié)構(gòu)。模型在＿ｙ＝０截面與ｚ＝０截面剖??面圖如圖２－３所示。??Ｉ?Ｂ??２－３（ａ）方案Ｉ?ｙ＝０剖面圖?２－３（ｂ）方案Ｉ?ｚ＝０咅ｌｊ面圖??圖２－３方案Ｉ基表模型示意圖??１６??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3430154