用探针法在线测量管道气液两相流平均截面含气率

本介绍用探针法测量管道气液两相流平均截面气含气率的可行性分析，依据班可夫变密度模型提出了在线测量的具体方法，给出了光导纤维探针对水一空气两相流和油－空气两相流的测试结果。     

基于子波分析的气液两相流中气含率的测量

用热膜风速仪以高于对应最小湍流时间尺度的分辨率精细测量环流反应器内不同空间位置的气液两相流瞬时速度信号,用子波分析的能量最大准则辨识气液两相流中的相.利用子波分析方法自动识别气液两相流中的相,从而获得测量气液两相流中气含率的切实可行的方法.     

基于十字型天线微波传感器截面含气率测量

为了克服两相流流型对气液两相流含气率的影响, 基于微波技术,设计了基于十字型天线结构的微波传感器。该传感器由水平和竖直双天线组成,可以很好地感应截面上含率值,提高测量准确性。同时对大量的截面含气率模型进行了研究,并参考科学有效的统一评价标准,通过标准装置给出体积含率得到截面含气率的参比真值。利用流动实验数据拟合得到含气率公式,并验证了公式准确性,结果表明传感器测量值与L-M模型具有很好的一致性,微波传感器测量的截面含气率的平均误差在2%以内。     

基于近红外面源传感器的气液两相流相含率测量

针对传统近红外点对点探头传感器测量存在盲区、数据精度低等问题,提出并设计了一种基于近红外面源传感器的气液两相流相含率测量装置,并对其进行研究。该装置有效减小了近红外光的折射与反射,提高了测量的精确度。通过CFD流体仿真软件模拟了管道内流体的流动状态,并对该装置的结构进行了仿真及优化。在单相流实验的基础上进行气液两相流动态实验,得到了4路近红外信号与相含率的关系,建立了相含率测量模型,数据导入修正模型分析得到的相含率测量相对误差在±3.5%以内。     

电导探针测量气液两相流持液率的研究

文章主要对气液两相流的持液率进行了试验研究,介绍了环状和双平行电导探针的制作、标定和应用特点。试验结果表明,应用环状探针测量气液两相流持液率比双平行探针的测量效果好。并利用电导探针测量系统研究了不同流型下气液两相流的持液率随时间变化的特点、气液两相流的持液率随气、液量的变化特点以及持液率与压力的关系。     

双锥流量计气液两相流空隙率测量研究

设计了一种结构简单、对加工工艺要求较低的双锥流量计,并用于气液两相流参数的测量.提取双锥流量计的差压波动信号的特征值,采用无量纲分析方法建立分相含率的测量模型,通过优化方法获得局部最佳的模型参数.在气液两相流实验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一定的空隙率范围内对气液两相流含气率进行有效的测量.     

长喉颈文丘里管气液两相流弹状流机理研究

为了实现气液两相流相含率测量并得到相关模型,结合气液两相流研究现状,采用近红外光谱技术与高速摄影技术结合的手段,利用近红外系统布置于长喉颈文丘里管喉管位置的新装置,将弹状流相间流动特征与近红外测量系统接收光强信号特征相结合,提出了把弹状流分成泰勒气泡与尾部气泡两部分的简化模型,在数据处理时对近红外接收光强高频信号进行有效分组,建立了新的气液两相流弹状流相含率测量模型。从一定程度上解决了弹状流不同部位的两相交界面对近红外接收探头接收光强信号影响差异较大的问题。新型模型的测量效果较好,所得结果测量误差较小。     

新型气液两相流相含率检测装置特性研究

油气开采及油气运输中流体不分离计量是实现低碳生产的有效途径,气液两相流检测技术是实现这一目标的关键技术基础。利用近红外光谱技术作为研究测量方法,在水平管道上设计沿两相流流动方向进行测量的气液两相流相含率检测装置,将原有探头径向放置测量的方式改为沿流体流动方向进行测量,提高被相应的接收探头接收比例,达到准确测量的目的。利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真软件,优化装置结构。在新型测量装置上完成多个工况点的实验测试,得到相含率与近红外测量电压信号之间的数学模型,且相对误差分布在0.11%以内,为今后气液两相流不分离检测提供一种新方法 。     

梯度相关法测量两相流流量的精度与离散性研究

借助一种新的传感器布置与信号处理方法,能够测量真正的平均流速与流量。通过对气一固两相流体的实验研究,证明了梯度相关理论与实验相符。针对长时间连续测量中出现的互协方差梯度波动问题,对光学传感器的数学模型与互协方差梯度计算方法进行了修正,提高了测量精度。     

气／固两相流流速的相关测量

本文就管道内固体物料(气/固两相流)流速的相关测量技术进行了探讨和研究,并设计和制作了一种新型电容传感器、变换器、以及全软件式实时相关器(包括接口电路和相关软件),相关测速误差约±1%。     

科氏流量计气-液两相流的数值模拟

针对科氏流量计在测量含气-液两相的流体时,流量计随着气体含量的增加,测量稳定性逐步变差的问题,采用流固耦合有限元技术,对科氏流量计进行了模态分析和流固耦合振动分析。作为一个实例,使用该方法模拟气泡含量以及分布对测量稳定性的影响,在气泡含量1%左右时测量相对稳定,气泡含量大于5%时测量稳定性很快变差。     

横板型稳压罐气液两相流场数值模拟及流量稳定性研究

依据湍流模式理论中的标准k-ε湍流模型及流体体积函数多相流模型,实现了水流量标准装置中横板型稳压罐多相湍流流场的数值研究,采用PISO方法求解离散控制方程,并使用UDF编写入口速度脉动信号。获得稳压罐压力场、速度场、流线等关键信息,分析了入口脉动频率、气液比、竖隔板位置因素对流量稳定性的影响,并通过实验验证了计算结果的有效性。结果表明:低频脉动对稳定性影响较大,当泵出口脉动5Hz时,气液比1:3,竖板位于罐体D/3处,稳定性最好,流量波动系数为0.058%。     

基于流体体积函数模型的横板型稳压罐内气液两相流场仿真研究

针对水流量标准装置中横板型稳压罐,基于Navier-Stokes方程建立罐体计算流体动力学仿真模型。使用湍流模型、流体体积函数瞬态模型和有限体积法进行离散,并在近壁区采用标准的壁面函数法进行修正,完成横板型稳压罐内部两相流场的数值模拟。数值结果显示空罐充水流态依次经过无水状态-射流-上壅-漫流-稳定状态,同时形成掺气现象和泡状流;气液体积比1:3情况下,满罐充水流场有固定周期的晃荡现象,上侧形成逆时针转动的漩涡气腔,流场湍流粘度较小,分布较均匀,稳定效果最好。     

基于层析成像的气液两相流相关流量测量方法

对电阻层析成像技术和图像的小波纹理特征进行了研究,提出一种基于层析成像的气液两相流相关流量测量方法,实现了液相流量的准确测量。利用电阻层析成像技术和相关算法对不同泡型下的相含率、渡越时间进行检测,得到气相流量;利用小波分析提取出层析成像的流型纹理特征;从而基于BP神经网络建立不同泡型下的气液两相流的相关流量测量模型。实验结果表明,液体流量的测量精度可以达到3%以内。     

基于递归图的两相流流动特性分析与流型识别

基于数字化电阻层析成像(ERT)系统采集的垂直管道气液两相流实验数据,通过计算不同时刻系统采集的数据均值,生成一维时间序列并进行相空间重构,绘制递归图。对绘制的递归图进行阈值分割,并分析了两相流流动特性。计算了不同流型对应无阈值递归图的图像信息熵范围：泡状流为0.570～0.660;泡状流到弹状流过渡流型为2.300～3.200;弹状流为3.650～4.100;段塞流为4.300～4.600;段塞流到混状流过渡流型为4.650～4.950。结果表明各流型递归图图像信息熵范围分隔明显,可有效识别这5种流型。     

并联矩形突扩微通道气液两相流动特性研究

微尺度下的相变强化传热是微电子领域散热的研究热点,而微通道内气液两相流流型和压降分析是微流动系统设计和控制的基础。本文针对并联矩形突扩微通道,通过流型可视化、理论分析及实验研究的方式,对微通道内两相流动特性进行了分析研究。通过可视化实验,在并联矩形突扩微通道内观察到了4种典型流动,分别为泡状流、塞状流、弹状流和环状流。当Qg=110 m L/min、Ql=20 m L/min时,两相流动流型达到最大程度的射流状态,出现充分流体射流情况。通过建立压降预测模型,结合实验结果分析了压降模型的适用性和精度,结果表明:含有突扩结构的并联矩形微通道在质量流速为367～691 kg/(m2·s)范围内的压降预测模型的平均预测误差为18. 56%,优于经典文献中的预测精度,且随着整体压降的增大,预测精度增大。     

浓度对超声检测颗粒两相流的影响

讨论了颗粒两相流检测中常用的超声单散射模型和复散射模型 ,研究了浓度对超声检测颗粒两相流的影响。通过实验测得了超声在体积浓度为１ %～１０ %的ＴｉＯ２-水悬浊液中传播时的衰减系数。结果表明 ,悬浊液中的超声衰减系数随着浓度和频率的升高而增大。实验的结果和使用的超声散射模型的理论值在低浓度时吻合较好 ,而在高浓度时有所偏离。文中对这种偏差的原因进行了讨论。