Investigation of ultrasonic flowmeter error in distorted flow using two-peaks Salami functions

Abstract

Наведено результати досліджень додаткової похибки ультразвукових витратомірів (УЗВ), спричиненої спотворенням профілю швидкості потоку. Координати розташування хордових акустичних каналів (АК) обчислено для 1–6 АК за допомогою різних числових методів інтегрування: Гаусса (Гаусса – Лежандра, Гаусса – Якобі), Чебишева (рівновіддалене розміщення АК), методу Westinghouse, методу OWICS (Optimal Weighted Integration for Circular Sections). Це дало можливість реалізувати рівняння витрати багатоканального УЗВ та оцінити додаткову похибку УЗВ за різного розміщення АК. Значення середньої швидкості потоку вздовж кожного АК визначено розрахунково на основі профілю швидкості потоку в поперечному перерізі ВТ. Для обчислення профілю швидкості спотвореного потоку, сформованого типовими місцевими опорами, використано чотири двоядерні функції швидкості Саламі. За результатами дослідження додаткової похибки УЗВ в умовах спотвореного потоку розроблено рекомендації щодо вибору кількості акустичних каналів УЗВ та застосування методів визначення координат розташування акустичних каналів.Results of investigating the additional error of ultrasonic flowmeters caused by the distortion of the flow are presented in the article. The location coordinates of acoustic paths were calculated for their number from 1 to 6 according to the different numerical integrating methods: Gauss (Gauss-Legendre, Gauss-Jacobi), Chebyshev (equidistant location of acoustic paths), Westinghouse method, method of OWICS (Optimal Weighted Integration for Circular Sections). This made it possible to realize the flowrate equation for multi-path ultrasonic flowmeters and to determine their additional error for different location of the acoustic paths. The average flow velocity along each path is calculated based on the flow velocity profile in the pipe cross section. Four two-peak Salami functions of velocity are used to calculate the velocity profile of the distorted flow caused by typical local resistances. According to the research results the recommendations were developed for choosing the number of the acoustic paths of the ultrasonic flowmeters and for using the methods for determining the location coordinates of the acoustic paths.