Reduction of hydrodynamic flow measurement error of chordal ultrasonic flowmeter

Abstract

Досліджено способи зменшення гідродинамічної похибки вимірювання витрати ультразвуковими витратомірами для розповсюджених схем розташування їхніх акустичних каналів. Детально розглянуто спосіб розрахунку оптимальних координат розташування акустичних каналів ультразвукових витратомірів з використанням аналітико-емпіричного степеневого закону розподілу швидкості неспотвореного потоку. За результатами роботи автори розрахували оптимальне розташування акустичних каналів для хордових схем дво- та триканальних ультразвукових витратомірів. Встановлено, що оптимізація схем розташування акустичних каналів хордових ультразвукових витратомірів дає змогу зменшити гідродинамічну похибку вимірювання витрати до значення 0,05 % (для двоканальних витратомірів) та 0,1 % (для триканальних). Розроблений підхід є зручним під час проектування багатоканальних ультразвукових витратомірів та їхнього дослідження в лабораторних умовах.

In this work, ways of reducing the hydrodynamic flow measurement error of chordal ultrasonic flowmeter for the distributed location schemes of their acoustic paths are investigated. The method of calculating optimal location coordinates of the acoustic paths of ultrasonic flowmeters is considered in detail, using the analytical-empirical power law of the distribution of the velocity of the undistorted flow. As a result of the work, the authors calculated the optimal arrangement of acoustic paths for chordal schemes of two– and three-path ultrasonic flowmeters. It was established that optimization of the location scheme of the acoustic paths of chordal ultrasonic flowmeters allows reducing the hydrodynamic flow measurement error to the value of 0.05 % (for two-path flowmeters) and 0.1 % (for three-path). The developed approach is convenient when designing multipath ultrasonic flowmeters and their research in laboratory conditions.