Investigación experimental y simulación numérica de la verificación en línea de caudalímetros de líquidos

Resumen: Excelentes fabricantes de medidores de flujo y de caudalímetros, así como sus cotizaciones, ofrecen información sobre experimentos de verificación en línea y simulación numérica de caudalímetros de líquidos. Según el principio de la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), se realiza una simulación numérica de diferentes condiciones de tubería para analizar la distribución del campo de flujo en la tubería. Mediante la comparación de los resultados de la prueba de flujo real con la simulación numérica de CFD, se analizan los factores que afectan los resultados de la verificación del caudalímetro en línea. Más fabricantes de caudalímetros ofrecen modelos y cotizaciones. Le invitamos a consultar. A continuación, se detallan los experimentos de verificación en línea y la simulación numérica de caudalímetros de líquidos. Según el principio de la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), se realiza una simulación numérica de diferentes condiciones de tubería para analizar la distribución del campo de flujo en la tubería. Mediante la comparación de los resultados de la prueba de flujo real con la simulación numérica de CFD, se analizan los factores que afectan los resultados de la verificación del caudalímetro en línea. La aplicación de la tecnología CFD a la verificación en línea de caudalímetros in situ permite optimizar los resultados de la verificación y garantizar la fiabilidad de los datos, solucionando así el problema de la trazabilidad de algunos caudalímetros que no pueden verificarse sin conexión. Introducción: El caudalímetro de líquido es un instrumento de medición indispensable en la producción industrial, la liquidación comercial, el ahorro energético y la reducción de emisiones, y figura en el catálogo nacional de instrumentos de medición de verificación obligatoria. Durante la verificación posterior, a menudo es necesario probar el caudalímetro sin conexión, y algunos usuarios no pueden detener el flujo debido a la producción continua. Por lo tanto, algunos caudalímetros en uso no pueden desmontarse a tiempo para su verificación periódica, lo que dificulta la confirmación de su precisión. Además, resulta muy complicado desmontar y transportar caudalímetros de gran diámetro para su inspección. Por ello, la mayoría de las empresas utilizan caudalímetros ultrasónicos portátiles para la autocalibración y la autocomprobación en línea. Además, muchas instituciones de metrología legal también utilizan caudalímetros ultrasónicos portátiles para la verificación en línea en su trabajo diario. Sin embargo, en el proceso de uso, las condiciones de trabajo en campo del caudalímetro ultrasónico son muy diferentes de las condiciones de trabajo calibradas en el laboratorio, y la precisión se desvía hasta cierto punto. Para resolver los problemas anteriores, de acuerdo con el principio de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD para abreviar), se lleva a cabo la simulación numérica de diferentes condiciones de la tubería, y se obtienen los resultados de la distribución del campo de flujo en la tubería. Al comparar los datos de verificación in situ bajo algunas condiciones de instalación con los datos de simulación numérica del campo de flujo, se discuten más a fondo los parámetros que afectan los resultados de la verificación del caudalímetro de líquido en línea y se evalúan sus influencias. Se espera que los resultados de la verificación se puedan optimizar y la confiabilidad de los datos se pueda asegurar mediante el uso del método de simulación numérica. 1 Prueba de campo de flujo real 1.1 Esquema de prueba La prueba utiliza un caudalímetro ultrasónico externo de clip-on de 1.0 niveles, y todas las pruebas se establecen en una tubería DN100 y el medio es agua. Bajo la condición de caudal de 100 m3/h, los resultados de la medición se comparan con la tabla estándar del caudalímetro electromagnético de 0,2 niveles. Los datos de medición son 6 veces como grupo, de los cuales la sección de tubería recta frontal del grupo de datos 1~8 es mayor que 15D. (1) Reproducibilidad Mida el error y la repetibilidad del caudalímetro ultrasónico en la tubería de acero inoxidable y mida un conjunto de datos. Bajo el mismo operador y las mismas condiciones de instalación, se llevó a cabo la prueba de reproducibilidad del caudalímetro ultrasónico y se midieron dos conjuntos de datos. Se combinaron y compararon tres conjuntos de datos. (2) Influencia de la pared de la tubería Después de completar la última prueba de la prueba 1, los datos obtenidos se utilizan como datos básicos. No es necesario volver a montar y desmontar el caudalímetro ultrasónico, solo cambie los parámetros de espesor de pared y mida dos conjuntos de datos. (3) Influencia del revestimiento Instale tuberías cortas de acero al carbono con cuatro revestimientos diferentes (a sin revestimiento con una pequeña cantidad de óxido, b mortero, c pintura, d PTFE) en estaciones DN100 y compare los resultados de medición de las diferentes condiciones de revestimiento a continuación. Se mide cada conjunto de datos (punto de flujo de 100 m3/h) y, si no hay señal, se descartará según corresponda. (4) El campo de flujo afecta al medidor de flujo ultrasónico en diferentes condiciones de tubería, incluida la válvula reguladora (como la válvula de bola) y el codo, compare los resultados de la medición. 1.2 Análisis de los datos de prueba 1: La influencia de la repetibilidad y reproducibilidad del medidor de flujo ultrasónico en la verificación en línea. Los datos (1~3) son obtenidos por la misma persona bajo las mismas condiciones de medición: la repetibilidad de los tres grupos es inferior al 0,2% para cumplir con los requisitos, pero el valor de error del desmontaje y montaje repetidos de los tres grupos en el mismo punto de medición difiere en casi un 0,4%, que es relativo a 1,0 La tabla estándar de grados no se puede ignorar. Por lo tanto, al instalar el caudalímetro ultrasónico para la verificación en línea, el operador debe ser cuidadoso y realizar la instalación de acuerdo con las reglas de operación y los requisitos de uso ultrasónico. Al mismo tiempo, el valor promedio del 0,17 % de los tres grupos de datos de prueba se tomó como valor estándar de referencia de error. Análisis 2: Influencia del espesor de pared de la tubería y los parámetros del diámetro interior en la detección en línea. La prueba (3) y los datos (4) reflejan que la fiabilidad de los datos del espesor de pared de la tubería debe garantizarse en la medida de lo posible al medir y ajustar el espesor de pared de la tubería. En los datos (4), el espesor de pared se reduce en 0,5 mm y el resultado de la medición se desplaza en un 0,37 %; y cuando el valor del espesor de pared o la diferencia del diámetro interior superan 1 mm, el caudalímetro ultrasónico indica "Señal deficiente o parámetros erróneos", el caudal mostrado de aproximadamente 300 m³/h supera con creces el valor estándar. Análisis 3: Influencia del revestimiento de la tubería en la verificación en línea. En la prueba, se instalaron cuatro tubos cortos de acero al carbono con diferentes revestimientos respectivamente. Dado que el PTFE no tiene señal, se obtuvieron tres conjuntos de datos in situ como datos (5~7). Se puede ver a partir de los datos que los resultados de la medición de las tuberías de acero al carbono sin revestimiento con una pequeña cantidad de óxido y revestimiento de pintura son consistentes con los resultados de la medición de las tuberías de acero inoxidable, mientras que los resultados de la medición de las tuberías revestidas con mortero de acero al carbono están desfasados ​​en un 0,60 %. Después del análisis de múltiples conjuntos de pruebas, la razón es que el mortero contiene burbujas de aire o impurezas al revestir. Los datos (8) son los datos de prueba del uso de parámetros de asfalto para el revestimiento de mortero, es decir, el mal uso de los parámetros de revestimiento. Sin embargo, los datos resultantes están más cerca del valor estándar de referencia, desfasados ​​en un 0,66 % que los resultados medidos de los parámetros del revestimiento de mortero. Por lo tanto, la selección de los parámetros de revestimiento y la situación real del revestimiento son muy importantes para la detección en línea.

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