[发明专利]基于流线的小流量超声流量计误差估算方法

摘要

本发明公开了一种基于流线的小流量超声流量计误差估算方法，属于超声流量计设计与误差分析技术领域。该方法包括根据低速、微小流量流量计的实际结构，建立流量计的三维模型；利用CFD软件获得流道的流场分布，生成考虑换能器影响的流体回流状态和流线分布，计算回流长度；根据修正后的速差法动力校正因子和拟合表达式，分析流量计的计量误差。本发明在流体力学理论和CFD技术的基础上，建立了针对低速、微小流量，特别是小直径、单声道超声流量计误差估算方法，并拟合了动力校正因子的表达式，为进一步提高流量计的测量精度和扩展工程应用奠定基础。

主权项

基于流线的小流量超声流量计误差估算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)建立超声流量计实际结构的实体模型：根据小流量超声流量计的实际结构建立流量计流体通道的实体模型；实体模型为管道内径D，在与管道轴线呈45度方向上开有超声换能器安装通孔，其中一个超声换能器安装通孔为A，另一超声换能器安装通孔为B，AB之间的距离为L，AB线与管道轴线夹角为θ，A端发射超声信号至B端所需时间为t1，测量信号在A端换能器电路板内的传播时间为τ1；B端发射超声信号至A端所需时间为t2，测量信号在B端换能器电路板内的传播时间为τ2；(2)建立流道的网格模型：对第一步获得的流道实体模型按照线、面、体的顺序依次进行网格划分，获得流道的网格模型；(3)导入CFD软件：对流道模型的网格进行检查和光滑变换处理，获得CFD模型；(4)设置参数进行层流模型求解：针对低速小流量流量计，其雷诺数较低，流体模型属于层流模型，按照层流模型参数进行设置，然后求解；低速小流量流量计是流速在0.7米/秒以下，流量一般小于5立方米/每小时；(5)流场流线分析：从计算结果数据中提取流场流线数据，分析其中的回流区域，并计算回流长度，计算有效的超声传播距离；(6)根据修正动力校正因子，分析超声流量计的计量误差。