基于分区测速原理的工业两相流体流量测量方法研究

通过对工业流体流速分布规律的分析,提出了基于分区测速原理的两相流体流量测量方法.该方法把整个流体的流通截面划分为若干个信息窗区域,根据超声波多普勒测速原理,采用一个换能器发射信号,多个换能器接收信号的方式测量各信息窗区域内流体的流速值,然后利用"加权积分法"得到流体的流量.侧重论述了工业流体的流速分布规律,分区流速测量原理,以及加权积分法流量计算方程.试验证明,该方法有效减小了因流体流速分布不均而产生的测量误差,提高了多普勒流量计的测量精度.     

光电非接触式表面流速测量

针对水工物理模型试验中尚无简单易行的表面流速测量方法,提出了一种新型光电非接触式表面流速直接测量法。在对光束入射水体后散射光强度公式进行推导的基础上,根据水体浅层泥沙浓度的统计继承效应,得出了经上下游浅层泥沙调制的散射光强成相关特性的结论。根据上下游散射光的相关特性,推导了流速测量公式,并分析了上下游测量间距、水流流速、采样率对测量结果的影响。搭建了实验系统,在6种不同标定流速下,分析了不同含沙量对测量精度的影响。实验结果表明,在0～50kg/m36种不同含沙量情况下,实测流速与标定流速的一致性均较好,但水体在10～50kg/m3适量含沙情况下,测量精度较不含沙情况有所提高,测量绝对误差均小于0.1m/s,相对误差能控制在8%以内。     

基于水体浅层泥沙继承特性的非接触式表面流速测量技术

针对水工物理模型表面流速测量方法的技术现状,提出了一种不对流场造成破坏的新型光电非接触式表面流速测量方法。在对光束入射水体后散射光强度公式进行了推导的基础上,根据水体浅层泥沙浓度的统计继承效应,得出了经上下游浅层泥沙调制的散射光强成相关特性的结论。根据上下游散射光的相关特性,推导了流速测量公式,分析了上下游测量间距、水流流速、采样率对测量结果的影响。搭建了实验系统,在6种不同标定流速下,对0~50kg/m3六种含沙量情况下的流速进行了测量。实验结果表明,在六种不同含沙量情况下,实测流速与标定流速的一致性较好,证明理论的可行性。实验还发现,水体适量含沙能提高流速测量精度,流速相对误差能控制在8%以下。     

超声多普勒谱修正的油水两相流流速测量

针对水平管道油水两相流流速的无扰动测量问题,提出一种基于超声/电学双模态传感器的流速测量方法。测量系统由连续波超声多普勒传感器和基于电容与电导的电学传感器构成,分别用于获取两相流流速和分相含率。由于连续波多普勒的测量区域集中于管道中心,受流速剖面、含率分布影响,所测得流速并非流体的总表观流速。在假设含率分布满足高斯分布的前提下,建立相含率加权的多普勒能量谱模型,将含率分布的影响因素引入总表观流速的测量,并建立总表管流速和分相表观流速的计算模型。在试验基础上,分别确定水连续和油连续时总表观流速计算模型的参数。试验表明,通过模型计算出的表观流速与实际测量的流速能够较好吻合,总表观流速的相对误差小于6.32%,分相表观流速的方均根误差小于5.64%。     

液固两相流压降规律及超声法压降测量

液固两相流广泛存在于能源动力、石油化工等工业过程,两相流压降作为重要的流动参数,有助于流动建模及流态分析。建立液固两相压降测量模型,提出了一种结合超声多普勒及超声透射衰减的液固两相超声压降测量方法。搭建液固两相流动实验平台,对两相压降规律进行研究。两相混合流速和固相体积分数升高时,液固两相压降均逐渐增加。在固相体积分数为0.28%～1.37%,两相混合流速为0.9～1.65 m/s时,根据液固两相压降测量模型及Churchill模型的超声法得到的两相压降与差压传感器测量的压降平均相对误差为4.93%和5.10%,验证了测量模型的准确性。针对非均匀分布的两相流态进行压降测量,进一步拓展了压降测量模型的应用范围。本研究工作为非侵入超声法测量液固两相压降提供了方法基础。     

阻垢效果在线监测装置中流速测量问题的研究

针对冷却水处理技术阻垢效果监测装置应用和产品化过程中遇到的流速测量问题,提出了一种测点少、便于实施的流速软测量方法,并进行了称重校验,为提高冷却水处理技术阻垢效果监测系统的实时在线性能提供了一种解决方案.     

压力信号互相关法在线测量高温烟速初步研究

由于１０００℃以上的高温和含有飞灰等恶劣环境,使得锅炉炉膛内烟气流速的测量极其困难。采用能适应恶劣环境,且具有强抗干扰能力的互相关测量技术,研制了一套高温烟气流速测量装置。在高温烟气流动试验台架上进行流速测量试验。试验结果表明装置能较精确地测量烟气流速,一次相关测量时间小于３秒,有可能开发成为用于炉内高温烟气流速测量的实用仪器。装置采用微差压传感器提取上下游烟气压力脉动信号,经数据采集卡将信号输入ＰＣ机,由ＰＣ机对采集的随机压力脉动信号进行互相关计算,求得高温烟气流经上下游传感器的渡越时间,从而计算出烟气流速。     

基于 C 4 D 技术的非满管液体流速测量方法研究

为满足目前小型化设备中液体流速测量的需求,通过将空间滤波测速与电容耦合非接触电导测量(C~4D)技术相结合,提出了一种适用于非满管液体流速测量的新方法。设计了一种轴向两电极结构的C~4D传感器,采用COMSOL仿真软件建立了传感器的三维仿真模型,并对其空间灵敏度分布特性进行了分析,然后基于该传感器的空间滤波效应对液体流速测量原理进行了理论推导,并采用等效峰值频率的方法得到了速度测量的数学表达式;在此基础上,设计了一套可适用于空间滤波的C~4D液体流速测量系统,并通过该测量系统验证了C~4D传感器具有良好的空间滤波效应,且实验结果表明,该测量方法具有良好的可行性,在1.39～2.35 m/s的速度范围内,测量速度的绝对误差均在5%以内。     

组合热膜式流速矢量传感器

针对在微型飞行器上测量空气流速矢量的需要,提出了一种比空速管轻巧、比热线式流速传感器抗干扰能力强的微型热膜式流速传感器及其组合系统.与热线式流速传感器相似,热膜流速传感器仅输出电阻值信息,对流速和流向均敏感.将多个传感器按照一定规律组合,可实现对一定角度范围内的流速矢量的测量,从而拓展其应用.结合试验推导了组合传感器测...     

低流速热阻式流速仪

介绍了用于低流速测量的热阻式流速仪的硬件和软件的设计.通过实验验证了仪器具有较高灵敏度和精度的特点.当流体流速在15～30 cm/s时,分辨率可达0.1 cm/s.适合于河工模型试验中对流速的测量.