水平油水兩相流相含率電容傳感器優(yōu)化及設(shè)計(jì).pdf

1、相含率是多相流測(cè)量過程中一個(gè)尤為重要的參數(shù)，它對(duì)生產(chǎn)過程的計(jì)量、控制和可靠運(yùn)行均具有重大意義。然而由于水平油水兩相流的流動(dòng)狀態(tài)比較復(fù)雜，使得相含率的測(cè)量成為難題。本課題研究工作以小管徑水平油水兩相流為測(cè)量對(duì)象，以電容式相含率傳感器為研究對(duì)象，主要對(duì)電容傳感器的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化與設(shè)計(jì)。
　　 首先，在歸納總結(jié)國內(nèi)外對(duì)于電容傳感器研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，選擇了兩種最具代表性的極板結(jié)構(gòu)形式，即對(duì)壁與螺旋式兩種電容結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。然后，利用

2、有限元法在靜電場(chǎng)分析中的優(yōu)勢(shì)，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，編制一套計(jì)算電容傳感器檢測(cè)場(chǎng)靈敏度分布的有限元軟件。在此基礎(chǔ)之上，引入相對(duì)靈敏度、均勻性、線性度等優(yōu)化指標(biāo)，對(duì)于對(duì)壁和螺旋式兩種結(jié)構(gòu)的傳感器進(jìn)行二維、三維的優(yōu)化仿真，得出了各幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于各指標(biāo)的影響方式；并通過其對(duì)于水平狀態(tài)下各種流型的響應(yīng)得出了流型對(duì)于其結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響；最終得到了兩種結(jié)構(gòu)下的最優(yōu)幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)。具體考慮到兩種結(jié)構(gòu)對(duì)于水平油水兩相流流型的響應(yīng)差別，最終選擇了線性度更好的