【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道液体流量校准，具体为一种基于管道湍流漩涡对流速度的体积流量校准方法。
技术介绍
1、工业管道内的流体由于自身流体粘性和管壁粗糙，在雷诺数大于一定数值时产生湍流，湍流内的涡团由大涡到耗散涡的耗散分布产生了湍流的能量谱或波数谱。
2、大多数工业现场的管道流体状态都为湍流运动，管道径向位置变化时，轴向流速也随之变化，管壁上流速接近为零，管道中心处流速最大，两侧呈现陡峭的速度梯度。当流体作湍流运动时，轴向流速随着雷诺数red和距离管壁距离的变化，无法用数学分析的方法推导出管道湍流的速度分布。
3、在进行体积流量校准的过程中，通常存在以下难点：
4、1)已有技术可通过阵列传感器测量出管道湍流漩涡的移动速度，该速度约为中心最大流速的80％，与平均流速接近，由于管道的湍流速度剖面速度分布为半经验公式，目前并没有理论函数量化出对流速度与体积流量的关系。
5、2)在体积流量的校准过程中，计算过程存在red→k、迭代循环，增加了校准的技术难度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供了一种基于管道湍流漩涡对流速度的体积流量校准方法，以实现对于体积流量的校准。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于管道湍流漩涡对流速度的体积流量校准方法，在内径为d的管道上布置阵元间距d的传感器，计算出流体的物性参数ρ密度和μ粘度，在标定装置上进行校准操作，依次记录数据标准流量、平均流速雷诺数red，阵列传感器二维变换得到
3、体积流量：
4、
5、如果确定对流流速uc与平均流速的函数关系，就能依据公式(1)通过测量湍流漩涡的对流速度uc计算出管道的体积流量qv；
6、管道机械尺寸不变的前提下，对流速度的校准过程包括以下步骤：
7、步骤1：现场工况条件与标定记录数据比较，判断管道中流体的密度、粘度物性参数的变化是否超过阈值；
8、步骤2：当物性变化小于阈值时，管道内介质的流态与标定状态相似，对流速度uc与平均流速的比值，具有重复性；因此，将对流速度uc作为已知量，依照标定数据使用抛物线插值法即可计算平均流速；
9、步骤3：当物性变化大于阈值时，管道内介质的流态与标定状态存在较大差异，需根据当前的雷诺数red计算出对流速度uc与平均流速之间的对应关系，确定平均速度范围为0.5-1.5倍对流速度uc；
10、步骤4：将0.5倍对流速度uc作为起始平均流速结合介质密度ρ、管道内径d、粘度μ计算雷诺数red；
11、步骤5：将雷诺数red作为已知量，依照标定数据使用抛物线插值法计算修正系数k；
12、步骤6：测得对流速度uc乘以上述修正系数k，求得平均速度
13、步骤7：求解初始平均流速(0.5倍对流速度)与平均流速计算值的error差值；
14、步骤8：以0.01m/s的步长循环带入初始平均流速值，直到终止平均流速(1.5倍对流速度)重复步骤7求解error差值；
15、步骤9：比较所有流速点所对应的error值，取最小值作为平均流速的结果。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
17、1)实现了管道湍流漩涡对流速度的体积流量(平均流速)量化校准，通过数学模型和迭代法计算出准确的平均流速值，可有效提升测量流量值的准确度和重复性。
18、2)预处理过程中介质物性变化阈值判断，针对性计算处理，可以加快修正系数的计算速度，提高校准效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于管道湍流漩涡对流速度的体积流量校准方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于管道湍流漩涡对流速度的体积流量校准方法，其特征在于：所述抛物线插值法是以一元二次多项式去拟合某一段曲线，已知一条曲线y＝f(x)上的3个点A(x0,y0)、B(x1,y1)和C(x2,y2)，过此3点可以做一抛物线，即一条二次曲线g(x)，且是唯一的；设线g(x)＝ax2+bx+c，可列方程组：
3.根据权利要求1所述的基于管道湍流漩涡对流速度的体积流量校准方法，其特征在于：所述雷诺数ReD的计算方式为
4.根据权利要求3所述的基于管道湍流漩涡对流速度的体积流量校准方法，其特征在于：管道中流体介质的密度ρ和粘度μ受工况温度T和压力P的影响，以液体介质水为例，依照水和蒸汽热力学性质的工业计算标准IAPWS-IF97，物性计算函数如下：
5.根据权利要求1所述的基于管道湍流漩涡对流速度的体积流量校准方法，其特征在于：所述阈值为管道中流体密度、粘度物性参数变化的3％-5％。
【技术特征摘要】
1.一种基于管道湍流漩涡对流速度的体积流量校准方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于管道湍流漩涡对流速度的体积流量校准方法，其特征在于：所述抛物线插值法是以一元二次多项式去拟合某一段曲线，已知一条曲线y＝f(x)上的3个点a(x0,y0)、b(x1,y1)和c(x2,y2)，过此3点可以做一抛物线，即一条二次曲线g(x)，且是唯一的；设线g(x)＝ax2+bx+c，可列方程组：
3.根据权利要求1所述的基于管道湍流漩涡对流...
【专利技术属性】
技术研发人员：裴锐，林涵睿，贾丹平，刘博，夏凤，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。