超聲波熱量表非定常數(shù)值模擬及性能研究.pdf

1、為應(yīng)對能源短缺和環(huán)境污染問題，除了開發(fā)新能源外還有一項有力措施就是節(jié)能減排，供暖作為耗能和環(huán)境污染的大戶，實行供熱分戶計量可以有效的改善現(xiàn)有按平方收費的弊端。推行供暖分戶計量首先要有性能優(yōu)良的熱量表，本文針對影響超聲波熱量表測量精度的幾個問題進行了研究，并提出相應(yīng)的優(yōu)化意見。
　　現(xiàn)在超聲波熱量表流量部分的測量精度是熱量表研制的關(guān)鍵點也是難點，影響熱量表流量部分測量精度原因有三個方面:一是熱量表電路對流量測量信號的采集;二是熱量表

2、基表內(nèi)水流分布;三是超聲波熱量表檢測裝置的可靠性。本文采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法從這三個方面對U型超聲波熱量表基表進行了非定常數(shù)值模擬并對影響其測量精度的幾個問題進行分析，并用實驗驗證了所選的數(shù)值模擬方法的正確性。
　　在測量原理方面，考慮到熱量表工作環(huán)境溫度變化范圍較大，通過引進相關(guān)修正公式，減小了溫度對流體粘度和超聲波在流體中傳播速度的影響，從而提高信號采集的準確度和流量修正系數(shù)選擇的合理性?；斫Y(jié)構(gòu)方面，利用軟件FL

3、UENT對戶用DN25型超聲波熱量表基表采用RNGk-ε模型進行數(shù)值模擬計算，根據(jù)模擬計算結(jié)果分析超聲波熱量表基表內(nèi)線面速度關(guān)系及流場狀況。為減小反射裝置對基表內(nèi)流場的擾動，針對流場質(zhì)量差、壓損偏大的基表，可以通過加裝整流片進行優(yōu)化，加裝整流片后反射裝置中心面上的漩渦減小，基表內(nèi)流場變得均勻，不同流量點下的壓損均有減小。檢測裝置方面，為提高熱量表的檢測生產(chǎn)效率，以實驗測量誤差和k系數(shù)為評價依據(jù)，發(fā)現(xiàn)超聲波熱量表檢測裝置試驗段的彎管及變截

4、面管段對測試管段表位一的熱量表測量精度影響很大，在彎管處加裝導流片后可以明顯消除彎管二次流，提高測量精度。在熱量表入口安裝過濾網(wǎng)，可以減小變截面管道對表位一熱量表測量誤差的影響。
　　另外，本文通過非定常數(shù)值模擬方法，研究了超聲波熱量表管道閥門開啟后流量增大過程中熱量表基表內(nèi)水流狀態(tài)，并與穩(wěn)定流量下的熱量表進行對比，分析了閥門開啟過程中水流狀態(tài)的變化對k系數(shù)和基表內(nèi)部流場的影響，對提高不同工作狀態(tài)下超聲波熱量表的測量精度提供了理論