基于光電池陣列傳感器和差壓傳感器的小管道氣液兩相流參數(shù)測(cè)量研究.pdf

1、氣液兩相流廣泛地存在于石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中。近年來(lái)，小型化成為工業(yè)設(shè)備的一個(gè)重要發(fā)展方向，小管道下的氣液兩相流參數(shù)檢測(cè)成為兩相流領(lǐng)域研究的新熱點(diǎn)。但是，目前小管道氣液兩相流相關(guān)參數(shù)的檢測(cè)技術(shù)研究仍處在起步階段，現(xiàn)有的檢測(cè)方法通常是借鑒常規(guī)管道下的測(cè)量方法，急需進(jìn)行進(jìn)一步的研究。因此，進(jìn)行小管道氣液兩相流的參數(shù)測(cè)量研究具有重要的科研意義與工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本學(xué)位論文以小管道氣液兩相流為研究對(duì)象，利用光電池陣列傳感器和差壓傳感

2、器對(duì)小管道氣液兩相流的流型識(shí)別和相含率測(cè)量方法進(jìn)行了研究，主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1.設(shè)計(jì)并搭建了基于光電池陣列傳感器和差壓傳感器的小管道氣液兩相流參數(shù)測(cè)量裝置。設(shè)計(jì)了適用于小管道的差壓信號(hào)采集系統(tǒng);對(duì)已有的光電池陣列傳感器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì);并分別在內(nèi)徑為2.12mm、3.01mm和4.03mm的小管道內(nèi)進(jìn)行了氣液兩相流實(shí)驗(yàn)研究。
　　2.提出了基于光電池信號(hào)和差壓信號(hào)信息融合的小管道氣液兩相流流型識(shí)別方法。該方法首先對(duì)所

3、采集到的不同流型下的光電池信號(hào)和差壓信號(hào)進(jìn)行分析，分別提取信號(hào)特征并構(gòu)成相應(yīng)的特征向量;然后，利用最小二乘支持向量機(jī)分別建立基于光電池信號(hào)和差壓信號(hào)的兩種流型識(shí)別模型并進(jìn)行流型識(shí)別;最后，利用D-S證據(jù)理論對(duì)基于光電池信號(hào)和差壓信號(hào)的流型識(shí)別結(jié)果進(jìn)行決策層信息融合，得到最終的流型識(shí)別結(jié)果。利用所提出的方法對(duì)三種不同內(nèi)徑小管道下的氣液兩相流進(jìn)行流型識(shí)別實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)中觀察到的流型有:泡狀流、段塞流、波狀流和環(huán)狀流），結(jié)果表明，相比于基于單個(gè)傳

4、感器信號(hào)的流型識(shí)別，整體識(shí)別的準(zhǔn)確率有所提高，達(dá)到91％以上。
　　3.利用光電池信號(hào)，提出了一種基于流型的小管道氣液兩相流相含率測(cè)量方法。首先，針對(duì)每一種流型，利用光電池信號(hào)，結(jié)合最小二乘支持向量機(jī)建立相應(yīng)的相含率測(cè)量模型;其次，根據(jù)本文提出的流型識(shí)別方法得到小管道氣液兩相流流型識(shí)別結(jié)果，選擇相應(yīng)流型下的相含率測(cè)量模型實(shí)現(xiàn)相含率的測(cè)量。對(duì)三種不同內(nèi)徑的小管道內(nèi)的氣液兩相流進(jìn)行了相含率測(cè)量實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，相含率測(cè)量整體絕對(duì)誤差均在