Időkülönbség módszer – ultrahangos áramlásmérő működési elve
Repülési idő--ultrahangos gázáramlásmérő technológia, amely kulcsfontosságú része aAz ultrahangos áramlásmérő működési elve, kiszámítja a Vz tengelyirányú átlagsebességet a hangcsatorna és a tengely által alkotott sík mentén úgy, hogy megméri az ultrahanghullámok terjedéséhez szükséges idő különbségét egy gázközeg lefelé és felfelé irányuló irányában.
Az ultrahanghullámok lefelé és felfelé irányuló mozgásának ideje eltérő. A lefelé irányuló idő és a megfordítási idő:
Anélkül, hogy figyelembe vennénk a belső csőkörnyezet hatását a hangsebességre, a területi{0}}átlagos áramlási sebesség egyenlete a következő:
Vs=L / (2cosφ) · (tU - tD) / (tD · tU) (2,4)
A downstream ultrahanghullám áthaladási idő tD és az upstream ultrahanghullám áthaladási ideje tU mérésével kiszámítható az upstream és downstream ultrahanghullám áthaladási ideje közötti időkülönbség:
Δt=tU - tD (2,5)
A tranzitidő-módszer használatával mérhető a területi-átlagos áramlási sebesség egy akusztikus útvonal mentén. A különböző akusztikus utak sebességeloszlása alapján a megfelelő algoritmusok segítségével kiszámítható az átlagos áramlási sebesség a teljes keresztmetszetben. Ezt az áramlási sebességet V ömlesztett -átlagos áramlási sebességnek is nevezik.
Ezt az áramlásmérési módszert tranzitidő-ultrahangos áramlásmérési módszernek nevezik, mivel megmérik az áramlási irányban és a lefelé irányuló ultrahanghullám áthaladási ideje közötti időkülönbséget, és kiszámítják a csőben lévő folyadék átlagos áramlási sebességét (tömbsebességét) V. Az áramlásmérőket, amelyek a tranzitidő ultrahangos áramlásmérési módszerét használják a csövekben lévő folyadék térfogati áramlási sebességének mérésére, tranzit-idő ultrahangos áramlásmérőknek nevezik.
A tranzitidő alatti ultrahangos áramlásmérővel mért útvonal-átlagos áramlási sebesség és a csövön belüli tömeges-átlagos áramlási sebesség közötti kapcsolat a következő:
K=V / Vs (2,6)
Ahol K-t sebességkorrekciós tényezőnek nevezzük. A sebesség korrekciós tényezőt egy sebességeloszlási profil matematikai modellből származtatják az áramlásmérő mérési szakaszán keresztül.
A cső belsejében uralkodó gázáramlási viszonyok alapján levezethető a sebesség korrekciós tényező. A (2.4) és (2.6) egyenletekből kiszámítható a csőben a tömb-átlagos gázáramlási sebesség:
V=KV (2,7)
Átszámítás térfogati áramlási sebességre a (2.7) egyenlettel:
qv=AV (2,8)
Ahol A a cső keresztmetszete-.
A térfogatáram nyomás- és hőmérséklet-kompenzációja után a tömegáram kiszámítható:
qm=ρ0 · (P / P0) · (T0 / T) · (1 / Z) · qv (2,9)
ahol Z a gáz összenyomhatósági tényezője; P0 és P a nyomásparaméterek normál körülmények között, illetve a tényleges körülmények között; T0 és T a hőmérsékleti értékek standard körülmények között, illetve tényleges körülmények között; ρ0 a gázközeg sűrűsége standard körülmények között.
Az áramlási sebesség meghatározása után kiszámítható az áramlási sebesség egy adott átmérőjű csövön egy adott időtartamon belül. Az F áramlási sebesség a csövön 1 órán belül:
F=(3,6 × 10³ × π × V × D²) / 4=3.6 × 10³ × π × D³ × (1/tD - 1/tU) × 1/sin(2φ) (2,10)
