В коммерческом учете газа ультразвуковые расходомеры получают широкое распространение благодаря отсутствию подвижных и газодинамически нагруженных элементов, обеспечивая высокую надежность, долговечность, простоту обслуживания и приемлемую для промышленности точность измерения объемного и массового расхода. Минимизация неопределенностей измерений критически важна для оптимального использования ресурсов. Характеристики расходомеров определяются при испытаниях на лабораторных стендах, оснащенных прямыми участками трубопроводов, выпрямителями потока и устройствами для формирования полностью/частично развитых течений. В качестве эталонных средств часто применяются измерительные гребенки. Однако конечная толщина стенки трубопровода на выходной кромке может существенно влиять на структуру потока вблизи гребенки. В статье представлены результаты исследования и анализа влияния удаленности выходной кромки корпуса расходомера от границы трубопровода на течение внутри него, особенно в зонах установки измерительных гребенок. Методом вычислительной гидродинамики получены скалярные поля параметров потока и профили скорости в сечении расходомера. Идентифицированы области отрыва и застоя, формирующиеся при обтекании расходомера на стенде. Установлено значительное влияние выходной кромки расходомера на форму профиля потока газа и количественно оценена возникающая погрешность. Показано, что погрешность в ядре потока достигает 0,37 %, а в пристеночной области — 9,95 %, с максимальным относительным отклонением до 22 %. Экспериментально подтверждено, что увеличение расстояния между выходной кромкой канала и расходомера всего на один калибр позволяет снизить погрешность в пристеночной области с 9,95 % до 1,6 %, а максимальное расхождение — с 22 % до 2 %, что существенно повышает точность коммерческого учета.
In commercial gas metering, ultrasonic flow meters are widely used due to the absence of moving and gas-dynamically loaded elements, ensuring high reliability, durability, ease of maintenance and the accuracy of volume and mass flow measurement acceptable for the industry. Minimizing measurement uncertainties is critical for optimal use of resources. Flow meter characteristics are determined during tests on laboratory stands equipped with straight pipeline sections, flow straighteners and devices for forming fully/partially developed flows. Measuring combs are often used as reference means. However, the final thickness of the pipeline wall at the outlet edge can significantly affect the flow structure near the comb. The article presents the results of a study and analysis of the effect of the distance of the ultrasonic flow meters body outlet edge from the pipeline boundary on the flow inside it, especially in the areas of installation of measuring combs. Using the computational fluid dynamics method, scalar fields of flow parameters and velocity profiles in the ultrasonic flow meters cross-section were obtained. The separation and stagnation regions formed during flow past the flow meter on the test bench were identified. A significant influence of the outlet edge of the ultrasonic flow meters on the shape of the gas flow profile was established and the resulting error was quantitatively estimated. It was shown that the error in the flow core reaches 0,37 %, and in the near-wall region — 9,95 %, with a maximum relative deviation of up to 22 %. It was experimentally confirmed that increasing the distance between the outlet edge of the channel and the ultrasonic flow meters by just one caliber allows reducing the error in the near-wall region from 9,95 % to 1,6 %, and the maximum discrepancy — from 22 % to 2 %, which significantly improves the accuracy of commercial metering.