大口徑流量計廣泛應用于石油化工、污水處理和天然氣貿易等領(lǐng)域的在線(xiàn)監測系統，其安裝后一般無(wú)備用管路和不易拆卸送檢，因此大多采用便攜式超聲波流量計進(jìn)行在線(xiàn)校準以提高計量準確性和經(jīng)濟效益。作為速度式流量?jì)x表，超聲波流量計的精度易受管內流動(dòng)狀態(tài)的影響，充分發(fā)展湍流是其理想測量條件。然而，實(shí)際現場(chǎng)校準時(shí)因檢測空間和工藝流程的限制計量管上游往往存在彎頭和閥門(mén)等擾流元件，致使被測流體以畸變流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入流量計，導致超聲波流量計的計量精度準確性下降。

近年來(lái)，學(xué)者們采用理論分析、實(shí)驗和數值模擬等手段對如何提高擾流條件下超聲波流量計的計量準確性進(jìn)行了大量研究。韓思奇等采用雷諾平均方法研究了組合雙彎管及收縮管對雙聲道超聲波流量計的影響規律，發(fā)現最佳安裝角為45°和最優(yōu)聲道距管道截面中心0.225倍管徑。陳利瓊等也采用數值模擬方法研究了彎頭對超聲波流量計性能的影響，發(fā)現彎頭彎曲角度越大、曲率半徑越小，對流量計的干擾越強。吳波等則實(shí)驗研究了閘閥對外夾式與插入式超聲波流量計性能的影響，指出多聲道布置能顯著(zhù)提高插入式流量計的抗擾流性能。賈惠芹等研究了流體流速對超聲波偏移的影響規律，提出了利用折射角正切值與超聲波傳播時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)對測量結果進(jìn)行校準，以提高超聲波流量計的計量精度，后來(lái)進(jìn)一步針對難于穿透的復合管道設計了超聲波流量計的收發(fā)電路。李冬等采用聲-固耦合方法研究了超聲波流量計的發(fā)射裝置，建議將不銹鋼作為反射裝置的材料，之后進(jìn)一步研究了發(fā)射柱結構參數對水流特性的影響，提出了加裝導流片改善反射柱周?chē)鲌?chǎng)的均勻性。張亮等則實(shí)驗研究了探頭安裝位置對斜插式超聲波流量計性能的影響，并給出部分修正公式。楊瑞峰等從超聲波的渡越時(shí)間出發(fā)，應用互相關(guān)算法降低計算時(shí)間誤差，從而提高計量精度。

綜上所述，學(xué)者們從聲道布置、電路設計、探頭結構和算法等方面提出了超聲波流量計的改進(jìn)措施，有效提高了超聲波流量計的計量精度和拓寬了其使用范圍。隨著(zhù)工業(yè)界對流量計準確性要求的不斷提高，實(shí)際現場(chǎng)條件下超聲波流量計在線(xiàn)校準日益重要，但現場(chǎng)復雜擾流元件對超聲波流量計在線(xiàn)校準具有顯著(zhù)干擾，而且相關(guān)研究相對較少。

鑒于此，本文從實(shí)際在線(xiàn)校準現場(chǎng)出發(fā)，以單反射式超聲波流量計為對象，采用高精度的大渦模擬方法研究90°彎頭擾流工況下超聲波流量計沿管道流向和周向安裝位置對其計量性能的影響規律，結合修正系數探索流量計沿流向和周向的最佳安裝位置，從而為優(yōu)化超聲波流量計在線(xiàn)校準方法和提高計量精度提供理論依據。