用模型实验方法研究三峡电站流量计准确度

利用水力学相似原理,采用模型实验的方法对安装于三峡电站的超声流量计进行准确度的评估.按照三峡电站的引水钢管结构以124.8的比例设计并加工了500 mm口径的流道系统模型和模型流量计.通过对2组模型实验的结果及不确定度分析,发现由于流道形状特殊对流量计处流场产生影响,使得流量计会产生约0.3%的正向偏差,但流量计准确度水平仍能优于±1%,满足电站进行水轮机效率测量的要求.     

三峡电站流量计准确度评估实验模型设计

根据三峡电站引水压力管道系统的特征,设计了一套DN500的缩尺模型实验系统,用于评价电站安装的多声路超声流量计的准确度.详细介绍了模型设计中的流道结构简化问题,并利用CFD方法对简化的合理性进行了分析,为最终方案确定起到了很好的指导作用.原型流量计的声路速度结果也从另一个方面佐证了模型简化的合理性.     

实验室动态

<正>国家计量院攻克三峡电站计量难题日前,由中国计量科学研究院承担的"水大流量计量与三峡流量计量研究"项目通过验收。该项目着眼于解决水大流量计量的检测问题,在三峡电站多声道超声流量计准确度评估的基础上,建立大口径超声流量计非实流校准方法,可以用于水电站效率     

基于全站仪的大口径超声流量计

对于现场安装的大口径超声流量计,几何参数的准确测量直接关系到流量计的测量准确度.利用流量计特征点的三维坐标计算其几何参数是最直接和最准确的一种方法.全站仪是集光学、电子学、计算机技术等学科为一体的高科技测绘产品,可以直接测量目标的三维坐标.与传统测量方法相比,全站仪具有测量准确度高,使用方便,无需搭建脚手架等优点.首次将全站仪引入到国内的流量计检测领域,结合三峡电站流量计的几何检测问题,介绍了基于全站仪的超声流量计几何参数测量方法和注意事项.     

流动干扰对一种新型涡轮流量计计量准确度的影响

利用数值分析方法对一种新型涡轮流量计进行了研究.在Fluent环境中建立了该涡轮流量计的数值计算模型.同时在一准确度为0.02%的流量标准装置上对该流量计进行了实验,将实验得到的流量计仪表系数与利用数值模型计算得到的仪表系数相比较,其最大误差仅为4.1%,验证了数值计算模型有效性.当流量计前分别为直管段、弯头和直管段内有半圆挡板三种管线结构时,对流量计流场进行了数值模拟,计算结果表明该涡轮流量计的计量准确度受流动干扰的影响在0.12%以内,故流量计前后无需预留足够长的直管段,非常适用于机动油料装备等安装空间受限场合的流量计量.     

基于机器学习算法的超声流量计使用中检验

为保证使用中超声流量计的准确度,基于随机森林算法,建立了超声流量计使用中检验预测分析模型。研究了超声流量计使用中检验程序。首先,获取超声流量计的信号质量数据、流态指标数据、以及计量性能数据;其次,采用随机森林算法对使用中超声流量计的流量偏差进行预测,预测值与真实值的偏差在0.76%以内,分析了影响使用中超声流量计测量准确度的各数据对超声流量计性能的影响程度;最后,对预测模型的不确定度进行分析,其扩展不确定度U=0.92%~0.22%(k=2)。     

管道对超声波流量计计量准确度的影响分析

管道是超声波流量计计量准确度的重要影响因素之一,研究管道和示值误差之间的定量关系是提高计量准确度的关键。在设定的实验条件下,分别改变管道内径和壁厚两个参数,观测瞬时流量的变化情况。根据实验数据得到两者与流量误差的数学关系模型,进而计算得到管道与瞬时流量的数学模型,可以定量的表述管道变化对超声波流量计计量准确度的影响,由此实现对其计量准确度的有效修正。     

基于收缩流动的气体超声流量计声道稀疏化及测量方法

为了提高低声道数超声流量计的准确度水平,在传统超声流量计的基础上设计了一种具有收缩流动结构的低声道数超声流量计。采用数值模拟研究了渐缩管中收缩流动的流场特征,确定了渐缩管的几何参数及超声探头的安装方式。通过空气实流实验,研究了单声道及双声道在收缩流动条件下流量计量的基本特性。在流量范围27~432m3/h,管径范围100~150mm进行了实验验证。结果表明:收缩流动的数值模拟结果与理论模型相吻合,当渐缩管的收缩比由2增大为6,被测流场均匀区占比显著增大;当收缩比固定不变时,随着流量的增大,边界层厚度显著降低。通过实流实验比较不同结构和配置超声流量计的测量结果,发现单声道收缩管超声流量计的准确度水平显著优于传统单声道气体超声流量计,与传统双声道气体超声流量计的准确度水平相当。     

基于简单分离法的油气水三相流量计

总结了目前油、气、水三相流量计的基本类型,重点介绍了一种基于简单分离器及质量流量计、差压式流量计的三相流量计,介绍了该流量计的结构、测量原理及测量模型.在油气水三相流实验与校准装置上对该流量计进行了测试.分析了相含率、分相流量的测试结果,指出了该三相流量计的现场实验情况及目前存在的问题.     

双锥流量计气液两相流测量模型研究

设计了一种直径比为0.8的新型双锥流量计.在管道内径为50 mm、干度范围为0.002 5～0.04的工况下,采用该流量计对水平管道气液两相流流量的测量进行了实验研究.在水流量标准装置上对该流量计进行了标定,分析了其流出系数.基于均相流和James模型,提出了一种混合密度的修正方法.利用双锥流量计的差压信号,分别对均相流模型、James模型以及修正的模型进行气液两相流总流量测量误差分析.实验结果显示,经密度修正的模型对总流量测量的相对误差可控制在6%以内,均方根误差为2.94%,表明修正后的模型可对总流量进行有效的测量,双锥流量计用于气液两相流测量可以获得较好的效果.