一种压力损失小制造技术

本发明专利技术涉及超声水表技术领域，公开了一种压力损失小

【技术实现步骤摘要】
一种压力损失小、抗流体扰动性强的超声水表流场设计


[0001]本专利技术涉及超声水表
，尤其涉及一种压力损失小
、
抗流体扰动性强的超声水表流场设计
。

技术介绍

[0002]超声水表利用超声波渡越时间法，经过计量算法对超声信号处理得出顺逆流时间差，实现流量准确计量，其具有始动流量低，高量程比，计量精度高等优点
。
若超声水表上下游存在弯管或阀门会造成流体扰动产生旋转流场或不均匀流场，影响超声信号采集区域，即计量区域的流场稳定性，产生计量误差
。
为获得准确的流量计量，一般在水表入
/
出水口放置整流器或缩小计量区域的管段截面积，这导致产生较大的压力损失，增加输水能耗
。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种压力损失小
、
抗流体扰动性强的超声水表流场设计，在减小压力损失的同时还拥有较高的抗流体扰动能力，实现了低输水能耗和精确的流量计量
。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现
。
[0005]一种压力损失小
、
抗流体扰动性强的超声水表流场设计，包括流量稳定计量区域
、
整流过渡区域
、
直管段区域
。
[0006]流量稳定计量区域的两端各连接一个整流过渡区域；两个整流过渡区域的另一端各连接一个直管段区域
。
[0007]优选地，所述流量稳定计量区域的纵截面形状采用矩形或矩形
、
梯形与弧形组合形成的形状
。
[0008]纵截面截面积根据流体力学中不可压缩流体的连续性方程及超声水表量程比确定
。
[0009]优选地，所述整流过渡区域内采用维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面，实现直管段区域与流量稳定计量区域间的平滑渐缩与曲率连续过渡
。
[0010]优选地，所述维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面上放置用于减小压力损失
、
抗扰流的流线型整流叶片
。
[0011]所述维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面上放置用于减小压力损失和抗扰流的导流通道
。
[0012]优选地，可通过调整整流过渡区域长度与流量稳定计量区域截面径向高度来调节超声水表流场的压损与抗流体扰动性能
。
[0013]本专利技术的有益技术效果：将超声水表流道主要分为流量稳定计量区域
、
整流过渡区域，利用维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面实现未收缩的直管段区域与流量稳定计量区域间的平滑渐缩与曲率连续过渡，通过引入整流过渡区域长度
、
流量稳定计量区域截面径向高度
、
流线型整流叶片
、
导流通道这4个自由度，使超声水表兼具压力损失小及抗流体扰动
能力强的优势，从而实现了低输水能耗和精确的流量计量
。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例中超声水表流场结构三维示意图
。
[0015]图2为本专利技术实施例中超声水表流场结构主视剖视图
。
[0016]图3为本专利技术实施例中超声水表流场结构侧视剖视图
。
[0017]图4为本专利技术实施例中超声水表流场结构俯视剖视图
。
[0018]图5为本专利技术所述维托辛斯基曲线
。
[0019]图6为本专利技术实施例中超声水表流场壁面压力分布云图
。
[0020]图7为本专利技术实施例中半部分超声水表流场结构三维透视图
。
[0021]附图标号：
10
为流量稳定计量区域，
20
为整流过渡区域，
30
为直管段区域，
201、202、203
为维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面，
204、205
为流线型整流叶片，
206
为导流通道
。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的
、
技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术
。
[0023]实施例：如图1所示，一种压力损失小
、
抗流体扰动性强的超声水表流场设计，包括超声水表流体域，主要分为流量稳定计量区域
10
，整流过渡区域
20
和直管段区域
30。
[0024]根据不同量程比需求，结合流体力学中不可压缩流体的连续性方程，确定流量稳定计量区域截面积，所述流量稳定计量区域
10
，采用矩形
、
梯形与弧形组合形成的形状，其中对矩形倒角，截面积为
106.4mm2，满足超声水表量程比
R500
计量要求
。
[0025]根据流量稳定计量区域
10
与直管段区域
30
之间径向高度差确定整流过渡区域
20
，如图
2、4
所示，整流过渡区域
20
中的过渡曲面采用维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面
201、202、203
实现直管段区域
30
与流量稳定计量截面区域
10
平滑渐缩与曲率连续过渡，具有低压力损失过渡与降低流场脉动的功能
。
[0026]如图5所示，所述维托辛斯基曲线方程式如下
。
[0027]。
[0028]式中：
r1表示为收缩前截面半径，
r2表示流量稳定计量区域
10
截面径向高度，
L
表示整流过渡区域
20
长度，
r
表示截面半径，
l
表示收缩长度
。
[0029]本实施例中，维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面
201
参数为：
L=6.12mm
，
r1=6.87mm
，
r2=5.37mm
；过渡曲面
202
参数为：
L=21mm
，
r1=7.5mm
，
r2=0.28mm
；过渡曲面
203
参数为：
L=7.5mm
，
r1=7.5mm
，
r2=4mm。
[0030]如图3所示，所述维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面
201、202
上放置具有抗旋转扰流
功能的整流叶片
204、205
，及具有降低压损与抗扰流的导流通道
206。
流线形叶片
204
高度最大值约为
1.1mm...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种压力损失小
、
抗流体扰动性强的超声水表流场设计，其特征在于，包括流量稳定计量区域（
10
）
、
整流过渡区域（
20
）
、
直管段区域（
30
）；流量稳定计量区域（
10
）的两端各连接一个整流过渡区域（
20
）；两个整流过渡区域（
20
）的另一端各连接一个直管段区域（
30
）
。2.
根据权利要求1所述的一种压力损失小
、
抗流体扰动性强的超声水表流场设计，其特征在于，所述流量稳定计量区域（
10
）的纵截面形状采用矩形或矩形
、
梯形与弧形组合形成的形状；纵截面截面积根据流体力学中不可压缩流体的连续性方程及超声水表量程比确定
。3.
根据权利要求1所述的一种压力损失小
、
抗流体扰动性强的超声水表流场设计，其特征在于，所述整流过渡区域（
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈治国，沈华刚，宋冠锋，毕晨家，刘天扬，高鹏飞，范建华，王建华，陈维广，赵磊，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯股份有限公司青岛鼎信通讯电力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：