刘 瑛， 陈 旭， 徐明刚， 陈银银

(北方工业大学 机械与材料工程学院，北京 100144)

非满管流量测量在市政排污、农业灌溉、废水处理等领域中被广泛应用。非满管指液体未充满管道的状态，管内为气液混合物。在实际情况中，液体流经管道时，很难不留空气的充满整个管道，同时管道的管壁厚度、截面尺寸、电极之间间距等因素的变化，都很可能引起管内液体的液位变化[1]。

非满管电磁流量计最早于20世纪90年代被Fisher & Porter公司研制成功[2]。它的出现，使管道横截面为圆形情况下的非满管流量测量精度得到提高[3]。目前，非满管流量测量主要通过德国科隆公司的TDALFLUX、ABB公司的Pati-MagII、上海大学的非满管流量测量系统[4～7]进行流量测量。流量测量的主要参数是管道内流体的液位高度和平均流速，文献[4]～文献[7]所述流量测量方法均是通过测量主要参数进行流量测量的，但其电极必须位于被测流体中，流体液位高度为较低充满度时(管道直径的10%)，电极无法全部浸入到被测流体中，难以实现对信号的采集[7-9]。

为解决上述问题，本文提出了一种低液位非满管流量测量方法：基于连通管原理结合高精度激光测距仪测得流体液位高度值，管道上方通气管结合流速仪精确测量管道内流体平均流速，通过体积流量计算公式得到流量值。

影响流速的因素有流体黏度和管道粗糙度，文献[4]～文献[7]所述流量测量方法均未对流体黏度和管道粗糙度进行分析。晏飞等[10]基于Herschel-Bulkley模型，运用CFD对润滑脂的流动进行数值模拟，得到黏度和速度的关系分布规律。……