水平油水兩相流相含率電容傳感器優(yōu)化及設計.pdf

1、相含率是多相流測量過程中一個尤為重要的參數(shù)，它對生產過程的計量、控制和可靠運行均具有重大意義。然而由于水平油水兩相流的流動狀態(tài)比較復雜，使得相含率的測量成為難題。本課題研究工作以小管徑水平油水兩相流為測量對象，以電容式相含率傳感器為研究對象，主要對電容傳感器的幾何結構進行優(yōu)化與設計。
　　 首先，在歸納總結國內外對于電容傳感器研究現(xiàn)狀的基礎上，選擇了兩種最具代表性的極板結構形式，即對壁與螺旋式兩種電容結構進行優(yōu)化設計。然后，利用

2、有限元法在靜電場分析中的優(yōu)勢，通過計算機輔助設計，編制一套計算電容傳感器檢測場靈敏度分布的有限元軟件。在此基礎之上，引入相對靈敏度、均勻性、線性度等優(yōu)化指標，對于對壁和螺旋式兩種結構的傳感器進行二維、三維的優(yōu)化仿真，得出了各幾何結構參數(shù)對于各指標的影響方式；并通過其對于水平狀態(tài)下各種流型的響應得出了流型對于其結構參數(shù)的影響；最終得到了兩種結構下的最優(yōu)幾何結構參數(shù)。具體考慮到兩種結構對于水平油水兩相流流型的響應差別，最終選擇了線性度更好的