掺氢天然气管路结构对超声波流量计适应性计算流体力学仿真研究.pdfVIP

2024年第24卷第4期科学技术与工程ISSN1671—1815

2024,24(4):01505-10ScienceTechnologyandEngineeringCN11—4688/T

DOI:10.12404/j.issn.1671-1815.2302134

引用格式:贾冠伟,冀守虎,闫双杰,等.掺氢天然气管路结构对超声波流量计适应性计算流体力学仿真研究[J].科学技术与工程,2024,24

(4):1505-1514.

JiaGuanwei,JiShouhu,YanShuangjie,etal.Adaptabilityofultrasonicflowmeterforpipelinestructuresofhydrogenblendedtonaturalgas

usingCFD[J].ScienceTechnologyandEngineering,2024,24(4):1505-1514.

掺氢天然气管路结构对超声波流量计适应性

计算流体力学仿真研究

1,211342,5∗2,5

贾冠伟,冀守虎,闫双杰,李睿,杨沐村,许未晴,蔡茂林

(1.河南大学物理与电子学院,开封475004;2.气动热力储能与供能北京市重点实验室,北京100191;

3.国家管网集团科学技术研究总院,廊坊065000;4.国家电投集团科学技术研究院有限公司,北京102209;

5.北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191)

摘要氢气是实现降低温室气体排放的潜在能源载体。氢气输送是阻碍氢能大规模应用的薄弱环节。而掺氢天然气管路

是实现氢气大规模、长距离、低成本输送的高效途径。但氢气掺入天然气会导致流速,压力等参数发生变化,影响超声波流量

计的性能。因此,研究氢气和天然气的掺混过程及超声波流量计的适应性是很有必要的。构建T型管、单螺旋管、单螺旋+

前收缩管掺混管路的三维模型,使用计算流体动力学(computationalfluiddynamics,CFD)方法分析管路结构和掺氢比对流场氢

气浓度和混合气体速度分布规律的影响。结果表明:5%掺氢体积比时C型掺混管路为最佳模型,掺混均匀时的氢气摩尔分

数约为4.92%。通过分析超声波流量计的适应性,进而推荐具体安装位置。研究成果为超声波流量计在掺氢天然气精确计

量方面提供了参考。

关键词掺氢体积比;天然气管路结构;计算流体动力学(CFD);超声波流量;适应性

中图法分类号TK91TE832;文献标志码A

AdaptabilityofUltrasonicFlowmeterforPipelineStructuresof

HydrogenBlendedtoNaturalGasUsingCFD

JIAGu1,21134

an-wei,JIShou-hu,YANShuang-jie,LIRui,YANGMu-cun,

2,5∗2,5

XUWei-qing,CAIMao-lin

(1.SchoolofPhysicsandElectronics,He