マルチウェイブ超音波法を用いたハイブリッド型流量計による混相流量計測手法の開発

利用多波超声波法的混合流量计开发多相流测量方法

• 批准号: 16J04326
• 负责人: 村松 瑛
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J04326/
• 关键词: 超音波流量計; オンサイトキャリブレーション; 伝播時間差式超音波流量計; 速度分布; 超音波パルスドップラ法; 流量計測; 気液二相流; 混相流; 相速度

気泡流やスラグ流などの気液二相流の流量計測では、速度分布が軸対称ではない場合が多く、高精度な流量計測のためには複数の測定線によって速度分布を計測することが求められる。そこで、液単相非軸対称流を対象として、測定線数による流量計測精度への影響を評価した。試験部は直径D = 200 mmの水平円管とし、流量は80 - 500 m3/hとした。計測部の8D上流に邪魔板を挿入することにより、ベンド部下流を模擬した非軸対称流を発生させた。測定線は放射状配置とし、60度ごとに6つの超音波トランスデューサを管軸に対して45度の入射角で設置した。更に、管軸を挟んで向かい側のトランスデューサと超音波パルスを送受信できるよう、3本を上流向きに、もう一方の3本を下流向きに設置した。向かい合うトランスデューサのペア3組により超音波パルスの送受信を行い、その往路と復路の伝播時間差を、軸対称及び非軸対称流の条件において計測した。その結果、どちらの流動条件でも伝播時間差は流量とほぼ比例関係にあるが、同じ流量で比較すると、すべての測定線で非軸対称流での伝播時間差の方が小さくなった。この結果から、伝播時間のみを用いた流量計測は混相流量計測への適用性が乏しいことが分かった。次に、超音波パルスドップラ法を用いてそれぞれのトランスデューサにより速度分布を計測し、得られた速度分布を周積分することによって流量を算出した。その際、流量算出に用いる速度分布の数を変化させることによって測定線数による流量計測制度への影響を評価した。その結果、測定線数を3以上用いることで流量誤差が収束し、誤差0.3%未満となった。混相流量計測では、必ずしも本実験で想定した速度分布にはならず、必要な測定線数が変化することが考えられるが、以上の結果により高精度な流量計測を実現するための測定線数について一定の基準が得られた。

Flow measurement of gas-liquid two-phase flow with bubble flow, velocity distribution, axial symmetry, etc. in many cases, high accuracy flow measurement, multiple measurement lines, velocity distribution measurement, etc. To evaluate the influence of flow measurement accuracy on flow measurement accuracy by measuring the number of lines in a single phase of non-symmetrical flow. The diameter of the test section is D = 200 mm and the flow rate is 80 - 500 m3/h. The 8D upstream flow of the measurement section is simulated and the off-axis flow is generated. The measurement lines are arranged radially, 60 degrees and 6 degrees, and the ultrasonic beam is arranged radially, 60 degrees and 6 degrees and the tube axis is arranged at an angle of incidence of 45 degrees. In addition, the tube axis is arranged in the middle of the tube, and the ultrasonic wave is arranged in the middle of the tube, and the ultrasonic wave is arranged in the middle of the tube. 3 groups of ultrasonic wave transmission and reception, transmission time difference of return path, axial symmetry and non-axial symmetry flow conditions are measured. The results show that the flow conditions are different from the flow rate and the proportional relationship between the flow rate and the flow rate. The results of this study are as follows: (1) The applicability of flow meter and mixed-phase flow meter is insufficient;(2) The application of mixed-phase flow meter is insufficient. The velocity distribution is measured and the flow rate is calculated by using the ultrasonic method. The influence of flow measurement system on the velocity distribution of flow rate calculation is evaluated. The result, the number of measured lines is more than 3, the flow error is less than 3, the error is 0.3%. The mixed-phase flow meter must be designed to determine the velocity distribution, the number of necessary measurement lines, and the results of the above are based on a certain reference for high-precision flow measurement.

项目成果

Influence of velocity distribution on accuracy of transit-time ultrasonic flow meter

速度分布对时差超声波流量计精度的影响

• 发表时间: 2016
• 作者: Ei Muramatsu;Hideki Murakawa;Daiki Hashiguchi;Hitoshi Asano;Sanehiro Wada;Noriyuki Furuichi
• 通讯作者: Noriyuki Furuichi

超音波パルスドップラ法におけるパルス繰り返し数によるドップラ信号強度への影響

超声脉冲多普勒法中脉冲重复次数对多普勒信号强度的影响

• 发表时间: 2016
• 作者: Daisuke Takagi;Shintaro Takeuchi and Takeo Kajishima;渡邊威，後藤俊幸;村川 英樹，村松 瑛，橋口 大樹，古市 紀之
• 通讯作者: 村川 英樹，村松 瑛，橋口 大樹，古市 紀之

Development of an ultrasonic measuring technique for measuring phase velocities in liquid-metal two-phase flow

开发测量液态金属两相流相速度的超声波测量技术

• 发表时间: 2017
• 作者: Ei MURAMATSU;Hideki MURAKAWA;Hitoshi ASANO;Sven ECKERT
• 通讯作者: Sven ECKERT

超音波によるボイド率分布計測法の検討

超声空隙率分布测量方法研究

• 发表时间: 2017
• 作者: Muramatsu Ei;Murakawa Hideki;Hashiguchi Daiki;Sugimoto Katsumi;Asano Hitoshi;Wada Sanehiro;Furuichi Noriyuki;村川 英樹，村松 瑛;Muhammad Hazim，村松 瑛，村川 英樹，浅野 等
• 通讯作者: Muhammad Hazim，村松 瑛，村川 英樹，浅野 等

超音波による液体金属気液二相流の気液速度分布計測手法の開発

超声液态金属气液两相流气液速度分布测量方法的研制

• 发表时间: 2017
• 作者: 村松 瑛;村川 英樹;浅野 等;Sven Eckert
• 通讯作者: Sven Eckert