气体超声流量计换能器附近回流影响声束研究

针对流程工业广泛使用的中小口径气体超声流量计,分析了换能器位置引起的流场与声束扰动,以及影响流量计性能的机理和细节。以100 mm直径的单声道流量计为研究对象,将计算流体力学与波动声学相结合,分析换能器凹凸引起的流速剖面变化,及其对声束传播、接收声压和传播时间的影响,并与同流速的双声道、无回流的均匀流和湍流比较。仿真表明,在0.5~50 m/s流速范围,受回流影响,声道上漩涡强度、速度的分布和大小差异显著。在声路径和接收器上,声压级偏差随流速增加而变大,不同流速剖面的最大偏差可达10%。对于仪表系数,均匀流、湍流、单声道和双声道情形的最大偏差可达0.94%、8.20%、-10.90%和6.35%。实流实验证实了仿真的合理性。