基于双锥流量计差压信号的气液两相流参数测量

设计了一种结构简单、加工工艺要求较低的双锥流量计,在此基础上提出了基于单个差压式流量计的气液两相流参数测量方法。提取双锥流量计差压波动信号的无量纲特征值,利用该参数建立气相体积含率的测量模型。通过对双锥流量计差压信号均值的分析表明,Lockhart-Martinelli常数与准气相流量比存在优良的线性关系,根据该线性关系建立了双锥流量计气液两相流流量测量模型。在气水两相流装置上开展了实验研究,结果表明,所建立的分相含率测量模型可在实验范围内对气相体积含率进行有效的测量,测量相对误差在8%以内;对气液两相流总流量和液相流量的测量误差可在5%以内。     

离散液相对涡街流量计测量误差影响的实验研究

研究雾状流条件下,离散液相对涡街流量计测量误差的影响。对实验结果的进一步分析表明,均相流模型并不适合于涡街流量计在雾状流中的测量。实验在多相流装置上口径为50mm的水平管段上进行,在保证气相流量不变的条件下,研究了0-0．1％液相含率范围内涡街流量计的测量误差,涡街产生的频率值是通过对模拟信号进行傅立叶变换来获取的。利用数值仿真的方法研究了旋涡发生体上涡量场的变化,理论上解释了雾状流中涡街流量计测量误差产生的原因。     

基于Chisholm模型的V锥流量计气液分层流测量新模型

针对V锥流量计应用Chisholm模型测量气液分层流时误差较大的问题,采用节流比分别为0.55、0.65和0.75的三个V锥流量计,实验研究了高含气率（体积含气率>95%）气液分层流条件下,气、液相流量、压力以及节流比对Chisholm模型修正因子C的影响规律,并建立气液分层流测量模型。结果表明,修正因子C随Lockhart-Martinelli参数X_LM的增大而单调递减,但基本不受压力和气体密度Froude数的影响,而节流比变化则对C有一定影响;建立了C随X_LM变化的测量模型,获得了不同节流比的V锥流量计气液分层流测量新模型。对于节流比为0.55和0.65的V锥流量计,分别在94.6%和88.6%置信水平下,新模型预测的气相流量相对误差不超过±3.0%;节流比为0.75时,在91.7%置信水平下,预测的气相流量相对误差不超过±4.0%。     

基于Chisholm模型的V锥流量计气液分层流测量新模型

针对V锥流量计应用Chisholm模型测量气液分层流时误差较大的问题,采用节流比分别为0.55、0.65和0.75的三个V锥流量计,实验研究了高含气率(体积含气率95%)气液分层流条件下,气、液相流量、压力以及节流比对Chisholm模型修正因子C的影响规律,并建立气液分层流测量模型。结果表明,修正因子C随LockhartMartinelli参数XLM的增大而单调递减,但基本不受压力和气体密度Froude数的影响,而节流比变化则对C有一定影响;建立了C随XLM变化的测量模型,获得了不同节流比的V锥流量计气液分层流测量新模型。对于节流比为0.55和0.65的V锥流量计,分别在94.6%和88.6%置信水平下,新模型预测的气相流量相对误差不超过±3.0%;节流比为0.75时,在91.7%置信水平下,预测的气相流量相对误差不超过±4.0%。     

基于旋转分相单元的电容式气液两相流含液率测量

为提高电容器对含水率测量的能力,设计与其相匹配的旋转分相单元,以实现气液两相流含水率的起旋分相式电容测量。在电容传感器的测量单元基础上,增加旋转分相单元,利用气液两相流体力学理论对其结构进行设计优化,并根据实际应用条件确定分离圈数,保证气液分相效率。旋转分相单元克服了气液两相流流动形态的多样性,将体积含水率信息转换成液膜厚度信息及截面含水率信息进行测量。经实验验证,Lockhart-Martinelli截面含气率模型与实验中电容器测量截面含气率具有良好的一致性,其能够实现对体积含水率20%以内的气液两相流有效测量,体积含水率的绝对误差在±2%以内。     

基于旋转分相单元的电容式气液两相流含液率测量

为提高电容器对含水率测量的能力,设计与其相匹配的旋转分相单元,以实现气液两相流含水率的起旋分相式电容测量。在电容传感器的测量单元基础上,增加旋转分相单元,利用气液两相流体力学理论对其结构进行设计优化,并根据实际应用条件确定分离圈数,保证气液分相效率。旋转分相单元克服了气液两相流流动形态的多样性,将体积含水率信息转换成液膜厚度信息及截面含水率信息进行测量。经实验验证,Lockhart-Martinelli截面含气率模型与实验中电容器测量截面含气率具有良好的一致性,其能够实现对体积含水率20%以内的气液两相流有效测量,体积含水率的绝对误差在±2%以内。     

基于改进de Leeuw关系式的两相流质量流量测量

基于电容层析成像技术和文丘里管流量计,提出改进的de Leeuw关系式来实现油气两相流质量流量测量.实际测量中应用电容层析成像技术获取两相流空隙率和流型信息,由获取的空隙率通过关联Lockhart-Martinelli参数得到质量流量含气率.该改进关系式根据不同的流型信息选择经验参数 (该参数与气相弗劳德准数有关),结合质量流量含气率及文丘里管流量计获取的差压信息实现两相流质量流量测量.油气两相流的实验结果表明所提出的改进de Leeuw关系式是有效的.     

油水两相流参数测量新方法研究1

基于单相流组合仪表和数据挖掘技术,提出了一种液液两相流参数测量的新方法.单相流组合仪表由文丘里管和椭圆齿轮流量计组成.所采用的数据挖掘技术包括偏最小二乘法(Partial Least Squares,PLS)和最小二乘支持向量机(Least-Squares Support Vector Machine,LS-SVM ).为克服相含率对液液两相流参数测量的影响,基于16电极阵列式电导传感器和数据挖掘技术设计两相流主导相判别器,以提供文丘里管仪表系数的选择依据.实际测量过程中,文丘里管和椭圆齿轮流量计分别获得油水两相流差压和总体积流量,主导相判别器识别两相流中起主导作用的相,然后根据判别结果选择文丘里管仪表系数,最终获得油水两相流的总体积流量、混合密度和总质量流量.研究结果表明,所提出的油水两相流测量新方法是有效的,总体积流量、混合密度和总质量流量的最大测量误差分别小于1.0%、4.6%和4.5%.     

基于波理论的涡街流量计雾状流测量模型

建立了雾状流条件下涡街流量计的修正模型。雾状流中液相的存在会导致涡街流量计的测量误差,通过将以往研究者在单相流中对Karman涡街现象的认识及取得的研究成果作为基础,并结合实验流体本身所具有的动力特点,利用Karman涡街波传递的理论分析了非定常不稳定的雾状流流场中的Karman涡街现象,构建了双向耦合的气液两相流动力学模型。试验结果显示,当液相体积含率从0～0.13%变化时,模型修正后的结果与实际值较为接近。     

气液两相流中顺列管束涡街特性实验研究

对受气液两相流横向冲刷的顺列管束旋涡脱离特性进行了实验研究。实验中通过测量顺列管束所受升力的频谱特性来确定涡街的脱离频率。实验中来流雷诺数的范围为 1.6× 10 4～ 8× 10 4,截面含气率的范围为 0～ 0 .30 ,横向管间距比 T/ D=1.5、 2 .0、 3.0 ,纵向管间距比 P/ D=2 .0、 3.0、 4.0。实验结果揭示了顺列管束涡街特性和斯特罗哈数随含气率、管间距、两相雷诺数的变化规律