伽马阵列气液两相流截面含气率测量成像研究

利用CFD数值模拟方法,模拟了基于单颗放射源的伽马阵列测量气液两相流截面含气率成像过程,分别考虑了竖直和水平两种摆放方式,并对比了不同角度下信号发射及接收的效果,确定了结构最优化布置方式;根据测量原理推导了伽马阵列截面含气率测量成像算法模型,计算简便并具有较高分辨率。为研制基于伽马阵列成像技术的水下流量计及工程应用奠定了基础。     

深水多相流量计磨损特性的数值模拟

采用RNG κ-ε湍流模型，使用Fluent软件，通过定常数值模拟得到不同工况下流量计表面的磨损率分布，分析磨损规律和磨损位置。结果表明：流场中磨损率和DPM质量浓度分布受进口流速和固体颗粒参数设置影响较大。随着进口流速、固体颗粒体积分数和固体颗粒粒径增大，流量计表面磨损率增大，磨损主要集中在喉部入口处，最大磨损率约为1.0×10^-8 kg/(m²·s)。     

基于文丘里管和射线技术的低压湿气测量方法

湿气流量测量普遍存在着流量虚高的现象,从而导致测量结果不准。为解决上述问题,首先基于文丘里管流量测量原理分析了湿气测量虚高机理,然后针对低压湿气计量开展了大量测试,对比分析了现有不同经验模型的计算误差,在气液分相流模型基础上,利用射线技术测量空隙率并结合文丘里管测量结果获取液体折算速度,进而进行回归分析,提出了新的湿气流量虚高修正模型。研究结果表明:①文丘里管测量湿气流量虚高的原因主要是由于液相的存在而对气相有阻塞,从而产生了加速压力降以及气相对液相加速导致的摩擦阻力压降;②文丘里管的流量虚高值主要跟Lockhart-Martinelli (LM)参数、液体折算速度、空隙率及干度等能表征液体携带量的参数相关;③现有模型的LM参数等在实际应用中无法直接测量;④液体折算速度跟文丘里管虚高值有较强的线性关系,据此计算出的气流量均方根误差最小;⑤基于文丘里管和伽马传感器测量的空隙率从气液两相流分相流模型出发,可计算出液体折算速度,从而建立新的气流量虚高修正模型。结论认为,所建新模型最终得到的气流量均方根误差为5.1%,能够满足实际测量需求,为湿气测量的工程应用提供了新方法。     

国产水下多相流量计第三方认证

国产水下多相流量计由挪威船级社（DNV）按照API RP 17S等相关国际规范完成第三方认证,涵盖失效分析、设计审核、计算校核、测试程序审核、加工制造、装配、型式试验等一系列过程。系统介绍水下多相流量计第三方认证流程和重要的型式试验,包括温度压力循环试验、环境应力筛选试验、计量性能试验、高压仓试验等。研究工作对水下油气工程装备的国产化研制和应用具有借鉴意义。