RU2142642C1 - Способ определения профиля скорости потока жидкости в сечении трубопровода - Google Patents
Способ определения профиля скорости потока жидкости в сечении трубопровода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2142642C1 RU2142642C1 RU97110007A RU97110007A RU2142642C1 RU 2142642 C1 RU2142642 C1 RU 2142642C1 RU 97110007 A RU97110007 A RU 97110007A RU 97110007 A RU97110007 A RU 97110007A RU 2142642 C1 RU2142642 C1 RU 2142642C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow rate
- profile
- flow
- section
- line
- Prior art date
Links
Images
Abstract
С помощью ультразвукового излучения измеряют скорости потока по определенным направлениям через определенные углы относительно центральной оси трубопровода. Определяют зависимость скорости от угла. Рассчитывают аналогичные зависимости по уравнениям Салами, описывающим различные реальные профили потока, и в результате сравнения полученной и расчетных зависимостей находят наиболее близкое к полученной зависимости уравнение Салами, соответствующее профилю скорости потока жидкости в контролируемом сечении. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения расхода жидкости в условиях отсутствия протяженных прямолинейных участков трубопровода. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области приборостроения, а именно к способам определения профиля скорости потока жидкости для полностью заполненных жидкостью трубопроводов вблизи различного рода гидравлических сопротивлений, которые делают поток асимметричным, с помощью просвечивания потока ультразвуковыми волнами. Предлагаемый способ может быть применен для повышения точности измерений расхода ультразвуковыми расходомерами либо любыми другими, принцип действия которых основан на измерении локальной скорости жидкости в случаях измерения расхода вблизи различных гидравлических сопротивлений, искажающих профиль потока жидкости. Способ реализуется путем нахождения поправочного коэффициента для точного измерения расхода жидкости.
Известен способ определения профиля скорости потока жидкости [1, 3], основанный на непосредственном измерении локальных скоростей жидкости по сечению трубопровода. По результатам измерения определяются профиль скорости потока жидкости, средняя скорость жидкости по сечению трубопровода. Локальные скорости могут быть замерены с помощью трубки Пито или миниатюрной турбинки.
Недостатками известного способа определения профиля скорости потока являются:
- необходимость встраивания в трубопровод специального устройства, обеспечивающего возможность перемещения чувствительного элемента внутри трубопровода с заданной точностью, при этом каждое устройство предназначено для определенного диаметра трубопровода. Трудоемкость этой операции столь велика, что не представляется возможным использовать ее в промышленных условиях;
- влияние измерительного устройств на профиль скорости потока, что приводит к дополнительным погрешностям;
- возможность проведения измерений только для чистых жидкостей.
- необходимость встраивания в трубопровод специального устройства, обеспечивающего возможность перемещения чувствительного элемента внутри трубопровода с заданной точностью, при этом каждое устройство предназначено для определенного диаметра трубопровода. Трудоемкость этой операции столь велика, что не представляется возможным использовать ее в промышленных условиях;
- влияние измерительного устройств на профиль скорости потока, что приводит к дополнительным погрешностям;
- возможность проведения измерений только для чистых жидкостей.
Близким к предлагаемому способу определения профиля скоростей потока является способ, используемый при создании преобразователя расхода с несколькими парами приемоизлучающих головок [4], позволяющий учесть и оценить профиль потока жидкости с несимметричной эпюрой скоростей при измерении расхода.
Однако этот преобразователь расхода имеет ограниченное число пар приемоизлучающих головок и не может дать достаточно точные результаты для потоков с достаточно сложным профилем.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ определения профиля скоростей потока жидкости в трубе [5], где с целью определения несимметричного относительно трубы профиля скоростей потока источник излучения перемещают в плоскости, характеризующейся максимальной величиной площади сечения пространственной эпюры скоростей. При этом указанную плоскость выбирают путем поворота вспомогательного источника ультразвуковых волн вокруг трубы до получения максимума отклонения характеристики движения ультразвуковой волны по сравнению с покоящейся жидкостью.
Недостатком известного способа является невозможность получения приемлемой точности в условиях различных исследуемых сред.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание способа определения профиля скорости протока жидкости вблизи различных гидравлических сопротивлений, искажающих профиль потока жидкости, без нарушения целостности трубопровода.
Решение поставленной задачи достигается возможностью использования ультразвуковых расходомеров с накладными ультразвуковыми сенсорами (расходомеры, у которых выходной сигнал пропорционален средней скорости потока по ультразвуковому лучу, проходящему от излучающего сенсора к принимающему).
Способ определения профиля скорости потока жидкости в сечении трубопровода состоит в том, что с помощью ультразвукового излучения измеряют среднюю скорость потока по определенным направлениям через определенные углы относительно центральной оси трубопровода, определяют зависимость скорости от угла, рассчитывают по уравнениям Салами [2] зависимость скорости от угла по тем же направлениям, сравнивают полученную зависимость с расчетными, выбирают из расчетных зависимостей ту, которая наиболее близка к полученной экспериментально, находят соответствующее ей определенное аналитическое уравнение Салами, которое и будет описывать профиль потока данной жидкости в данном трубопроводе с высокой точностью.
По предлагаемому способу сенсоры устанавливаются в диаметральной плоскости на наружной поверхности исследуемого трубопровода. Снимается ряд показаний прибора (Vср) при перемещении ультразвуковых сенсоров через определенные углы (Q) относительно центральной оси трубопровода (приблизительно через 10o) (фиг. 1).
Строится зависимость относительной средней скорости от угла перемещения (фиг. 2).
В результате анализа 20-ти уравнений Салами [2], описывающих 20 реальных профилей потока, строятся 20 расчетных зависимостей средней скорости от угла перемещения относительно центральной оси трубопровода.
Выбирается расчетная зависимость, наиболее по форме близкая к экспериментальной. Данная расчетная зависимость соответствует определенному математическому уравнению Салами.
Это уравнение и будет описывать конкретный исследуемый профиль потока и позволит найти среднюю скорость потока жидкости по сечению трубопровода на данном конкретном участке трубопровода даже при отклонении потока в сечении от параллельно-струйности при высоком уровне турбулентности.
Техническим результатом от использования изобретения является повышение точности определения профиля скоростей потока в условиях отсутствия протяженных прямолинейных участков трубопровода.
Источники информации
1. Расход воды в напорных трубопроводах ГОСТ 8.439-81.
1. Расход воды в напорных трубопроводах ГОСТ 8.439-81.
2. Применение компьютера для измерения асимметричного потока в круглых трубопроводах. Salami Z.A. "Trans. Inst. MC Vol 6. N 4 July - Sept 1984".
3. П. П. Кремлевский "Расходомеры и счетчики количества" (-Ленинград: Машиностроение, 1989 г.).
4. Ультразвуковой расходомер, авт. св. N 569854, Е.А. Борисевич, Н.Г. Кокшин, А.Г. Сафин, М.Б. Шахмаев.
5. Способ определения профиля скоростей потока жидкости в трубе. Заявка ФРГ N 4430223 A1, Changmin Technology Co., 1995.
Claims (1)
- Способ определения профиля скорости потока жидкости в сечении трубопровода, заключающийся в измерении с помощью ультразвукового излучения скорости потока по определенным направлениям через определенные углы относительно центральной оси трубопровода, отличающийся тем, что определяют зависимость скорости от угла, рассчитывают аналогичные зависимости по уравнениям Салами и в результате сравнения полученной и расчетных зависимостей находят наиболее близкое к полученной зависимости уравнение Салами, соответствующее профилю скорости потока жидкости в контролируемом сечении.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97110007A RU2142642C1 (ru) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | Способ определения профиля скорости потока жидкости в сечении трубопровода |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97110007A RU2142642C1 (ru) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | Способ определения профиля скорости потока жидкости в сечении трубопровода |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97110007A RU97110007A (ru) | 1999-05-10 |
RU2142642C1 true RU2142642C1 (ru) | 1999-12-10 |
Family
ID=20194199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97110007A RU2142642C1 (ru) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | Способ определения профиля скорости потока жидкости в сечении трубопровода |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2142642C1 (ru) |
-
1997
- 1997-06-16 RU RU97110007A patent/RU2142642C1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lynnworth et al. | Ultrasonic flowmeters: Half-century progress report, 1955–2005 | |
JP3638812B2 (ja) | 被覆された物質の厚みを測定するための方法と装置 | |
US6769293B2 (en) | Detection of liquid in gas pipeline | |
US20110296911A1 (en) | Method and apparatus for measuring the density of a flowing fluid in a conduit using differential pressure | |
WO1988008516A1 (en) | Ultrasonic fluid flowmeter | |
Pereira | Flow meters: part 1 | |
WO2018086086A1 (zh) | 一种提高检测氧气浓度准确性的方法 | |
US20130219986A1 (en) | Method and apparatus for calibrating a flow meter | |
Lynnworth | Ultrasonic flowmeters | |
RU2142642C1 (ru) | Способ определения профиля скорости потока жидкости в сечении трубопровода | |
JP2011530072A (ja) | 流体の流量を求める方法及び装置 | |
RU2489685C2 (ru) | Способ измерения расхода многофазной жидкости | |
RU2743511C1 (ru) | Поточный способ для измерения вязкости ньютоновских и неньютоновских жидкостей с помощью щелевого сужающего устройства | |
US3453868A (en) | Specific gravity measuring system for interface detection | |
CN205861137U (zh) | 变径两探头时差超声流量测量装置 | |
Vidyarthia et al. | Ultrasonic transit-time flowmeters for pipes: A short review | |
RU2737243C1 (ru) | Поточный прибор для измерения вязкости ньютоновских и неньютоновских жидкостей с помощью щелевого сужающего устройства | |
Nekrasov et al. | Problems of non-intrusive measurements of fluid flow parameters in pipelines | |
EP2392910A2 (en) | Method and apparatus for measuring the density of a flowing fluid in a conduit using differential pressure | |
Jhang et al. | 3-D velocity field measurement using multiple ultrasonic plane detections and high-order correlation analysis | |
Patel | An introduction to measurement of velocity | |
RU2428661C1 (ru) | Расходомер | |
RU2129257C1 (ru) | Лазерный доплеровский измеритель расхода | |
RU2217704C2 (ru) | Способ градуировки и поверки счетчиков и расходомеров жидкости (варианты) | |
SU1758407A1 (ru) | Устройство дл измерени углов |