Tímamismunaraðferð – vinnuregla úthljóðsrennslismælis
Tíma-of-Umhljóðsmælingartækni fyrir gasflæði, sem er lykilatriði íUltrasonic flæðimælir vinnuregla, reiknar axial meðalhraðann Vz meðfram planinu sem myndast af hljóðrásinni og ásnum með því að mæla mismuninn á þeim tíma sem þarf til að úthljóðsbylgjur breiðist út í niðurstreymis- og andstreymisstefnu gasmiðils.
Tíminn sem það tekur úthljóðsbylgjur að ferðast í stefnu niðurstreymis og uppstreymis er mismunandi. Niðurstraumstími og viðsnúningstími er:
Án þess að taka tillit til áhrifa innra pípuumhverfis á hljóðhraða er flatarmáls-meðalstreymishraðajafnan:
Á móti=L / (2cosφ) · (tU - tD) / (tD · tU) (2.4)
Með því að mæla niðurstreymis úthljóðsbylgjuflutningstíma tD og andstreymis úthljóðsbylgjuflutningstíma tU, er hægt að reikna út tímamismuninn á milli andstreymis og niðurstreymis úthljóðsbylgjuflutningstíma:
Δt=tU - tD (2.5)
Með því að nota flutnings-tímaaðferðina er hægt að mæla flatarmáls-meðalflæðishraða eftir einni hljóðleið. Byggt á hraðadreifingu mismunandi hljóðrænna leiða er hægt að nota samsvarandi reiknirit til að reikna út meðalflæðishraða yfir allan þversniðið. Þessi flæðihraði er einnig kallaður -meðalflæðishraði V.
Með því að mæla tímamuninn á milli andstreymis og niðurstreymis úthljóðsbylgjuflutningstíma og reikna út meðalflæðishraða (magnhraða) V vökvans inni í pípunni, er þessi flæðismælingaraðferð kölluð trans-tíma ultrasonic flæðismælingaraðferð. Flæðimælar sem nota flutnings-úthljóðsmælingaraðferðina til að mæla rúmmálsflæðishraða vökva inni í pípum eru kallaðir flutnings-hljóðflæðismælar.
Sambandið á milli-meðalflæðishraða sem mældur er með flutnings-tíma ultrasonic flæðimælinum og þyngdar-meðalflæðishraða inni í pípunni er:
K=V / Vs (2,6)
Þar sem K er kallaður hraðaleiðréttingarstuðull. Hraðaleiðréttingarstuðullinn er fenginn úr stærðfræðilegu líkani hraðadreifingarsniðs í gegnum mælihluta flæðimælisins.
Byggt á gasflæðisskilyrðum inni í pípunni er hægt að fá hraðaleiðréttingarstuðulinn. Úr jöfnum (2.4) og (2.6) er hægt að fá -meðaltal gasflæðishraða inni í pípunni:
V=KV (2,7)
Umbreytt í rúmmálsflæðishraða með jöfnu (2.7):
kv=AV (2.8)
Þar sem A er-þverskurðarflatarmál pípunnar.
Eftir þrýstings- og hitauppbót fyrir rúmmálsflæðishraða er hægt að fá massastreymishraða:
qm=ρ0 · (P / P0) · (T0 / T) · (1 / Z) · qv (2,9)
Þar sem Z er gasþjöppunarstuðullinn; P0 og P eru þrýstingsbreytur við staðlaðar aðstæður og raunverulegar aðstæður í sömu röð; T0 og T eru hitastigsgildin við staðlaðar aðstæður og raunverulegar aðstæður í sömu röð; ρ0 er þéttleiki gasmiðilsins við staðlaðar aðstæður.
Eftir að flæðihraðinn hefur verið náð er hægt að reikna út flæðishraðann í gegnum rör með ákveðnu þvermáli innan tiltekins tíma. Rennslishraði F í gegnum rörið innan 1 klukkustundar er:
F=(3,6 × 10³ × π × V × D²) / 4=3.6 × 10³ × π × D³ × (1/tD - 1/tU) × 1/sin(2φ) (2,10)
