管內油氣兩相流動空泡份額的檢測及其波動特性的研究.pdf

1、本文基于電容層析成像技術,研制了一種新型的電容傳感器和數據采集系統(tǒng),用于油氣兩相流動過程中空泡份額的實時、在線測量.本文的主要研究工作和結果如下:1、在二維有限元模型的基礎上,建立了多極板電容傳感器的三維有限元仿真模型.應用ANSYS軟件對不同結構的電容傳感器進行了三維仿真計算,比較了無軸向屏蔽電極、UMIST型和METC型三種結構電容傳感器的軸向空間電勢分布;研究分析了軸向屏蔽電極長度對METC型電容傳感器軸向空間電勢分布的影響;研究

2、了在檢測、激勵電極尺寸相同的情況下,極板內置式電容傳感器和極板外置式傳感器的空管、滿管靜態(tài)電容值以及兩種類型傳感器的滿管/空管電容變化量.仿真計算和分析結果成為新型電容傳感器的重要設計依據.2、多極板電容傳感器的結構分析表明,管壁對于外置式傳感器極板間電容值變化的線性度有著較大的影響,對相鄰極板間的影響更為突出,仿真結果表明,外置式電容傳感器相鄰極板間的滿管/空管電容變化量出現負值.基于比較分析和仿真計算結果,研制了一種新型結構的電容傳

3、感器,用于油氣兩相流動過程空泡份額參數的檢測.3、研制開發(fā)了空泡份額測量系統(tǒng)的數據采集系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件;在實驗室中運用聚氯乙烯棒、聚氯乙烯管、聚氯乙烯顆粒和苯乙烯泡沫顆粒在傳感器內模擬了不同的流型結構,對測量系統(tǒng)的性能進行了靜態(tài)標定,測量了不同模擬流型的空泡份額值.4、在油氣兩相流試驗環(huán)路上對本文所研制的空泡份額測量系統(tǒng)進行了實驗標定.5、在管道內徑為125mm的實驗環(huán)路上,對水平管和5種傾角(1<'o>、2<'o>、3<'o>、5<'o