Matematisk modellering af ultralydsudbredelse i multi-fase flow

Projektbeskrivelse
Ultralydsflowmetere  anvendes i mange forskellige sammenhænge. Dette projekt fokuserer på en særlig kategori, hvor det flydende medium består af to eller flere elementer.  Et eksempel på dette er flow problemer, hvor mediet er en kombination af flydende stof og gas, som f.eks. luftbobler i vand. Mens selve ultralydsflowmålerteknologien er velkendt og udforsket, så er der stadig kun få studier i modellering af ultralydssignaler i flydende materialer som indeholder bobler. I ultralydsflowmåling er der to hovedteknologier som bliver anvendt.

På den ene side er der "Transit time ultrasonic flowmeter" (TTUF), som er baseret på målinger af forskellen i transmissionshastigheden for et ultralydssignal sendt henholdsvis med og mod flowet. Den anden teknologi er Doppler ultrasonic flowmeter (DUF)-teknologien, som er baseret på at der findes urenheder i flow-mediet, som reflekterer et ultralydssignal, der tilføres udefra. Denne refleksion vil ændre frekvensen på signalet svarende til partiklens - og dermed flowets - hastighed. Der findes allerede hybride flowmetere, der kombinerer TTUF og DUF i én enkelt måling. De er designet således, at de kan vælge metoden ud fra flowmediets egenskaber.

Dette projekts overordnede mål er at udvikle en matematisk model, der kan forudsige udbredelsen af et ultralydssignal i et medie bestående af to eller flere materialer. Modellen skal verificeres af eksperimentelle resultater. Et vigtigt resultat for projektet bliver modellen, der kan kan simulere den hybride opsætning og estimere forskellige faktorers indflydelse på målenøjagtigheden. Ved brug af denne model kan man så kompensere for disse unøjagtigheder, samtidig med at modellen kan bruges som optimeringsværktøj til nye flowmålerdesign. Det primære økonomiske formål er at udvide Siemens' produktudvalg ved at indføre en ny type flowmeter, der kan bruges i tilfælde, hvor både rene og to-phase flow kan opstå. Det antages, at flowmeteret altid vil være forkalibreret og baseret på rørnetværket, som det kommer til at side på. Kalibreringen udføres via software, som udvikles på baggrund af den matematiske model og dermed sikrer mindre måleunøjagtigheder, og som fører til at attraktivt produkt på et meget konkurrencepræget og hurtigt udviklende marked.

Industriel PhD Studerende: Matej Simurda

Virksomhedspartner: Siemens A/S Flow Instruments


Vi samler statistik ved hjælp af cookies for at forbedre brugeroplevelsen. Læs mere om cookies

Acceptér cookies