基于狹縫文丘里的氣液兩相流檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、氣液兩相流廣泛存在石油、動(dòng)力、化工、冶金、管道運(yùn)輸、醫(yī)藥、制冷等領(lǐng)域。研究氣液兩相流動(dòng)機(jī)理，準(zhǔn)確檢測(cè)兩相流參數(shù)具有非常重要的意義。 本文在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文丘里管與U形管研究的基礎(chǔ)上，提出了一種新的基于狹縫文丘里節(jié)流裝置的氣液兩相流測(cè)量系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)了基于流型識(shí)別的氣液兩相流流量測(cè)量。本文主要完成了以下的工作： 1.基于分相流動(dòng)假設(shè)與均相流動(dòng)假設(shè)，建立了文丘里管氣液兩相流的H-S模型，該模型兼有均相模型與分相模型的優(yōu)點(diǎn)，適用于高壓

2、與低壓范圍，精度在±6.5％以?xún)?nèi)。同時(shí)還建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，該模型也適用于高壓與低壓范圍，精度在±5％以?xún)?nèi)。 2.提出了一種新的氣液兩相流測(cè)量系統(tǒng)-狹縫文丘里氣液兩相流測(cè)量系統(tǒng)。理論分析表明，狹縫文丘里管利用對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)可以減小或消除摩阻壓降的影響，中間狹縫處垂直于流向的重位壓降的測(cè)量同樣避免了沿程摩擦阻力的影響。 3.提出了利用垂直于水平流向的重位壓差波動(dòng)信號(hào)與時(shí)均信號(hào)研究氣液兩相流動(dòng)特性的方法。垂直于水平流向的重位壓差信

3、號(hào)與截面含氣率直接相關(guān)，并且反映了氣液兩相間的相互作用，重位壓差的波動(dòng)信號(hào)與時(shí)均信號(hào)在不同流型上具有互補(bǔ)作用，將二者結(jié)合起來(lái)能夠很好的識(shí)別氣液兩相流的流型。 4.在氣液兩相流動(dòng)下，研究了狹縫文丘里的差壓特性。由于狹縫文丘里利用對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)減小了摩阻壓降的影響，使得差壓特性與分相流動(dòng)假設(shè)下的一些結(jié)論符合得較好。根據(jù)不同的流動(dòng)狀態(tài)下的差壓特性擬合了狹縫文丘里的測(cè)量模型，模型的預(yù)測(cè)誤差都在±5％以?xún)?nèi)。 5.在不同的流動(dòng)狀態(tài)下，建立

4、了質(zhì)量含氣率與體積含液率的測(cè)量模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。以氣相為主的氣液兩相流動(dòng)中，質(zhì)量含氣率與加速、摩阻壓降之比存在線(xiàn)性關(guān)系，直線(xiàn)斜率受壓力與氣相弗勞得數(shù)的影響。通過(guò)曲線(xiàn)擬合得到關(guān)聯(lián)式，相對(duì)誤差在±12.5％以?xún)?nèi)。以液相為主的流動(dòng)下，根據(jù)重位壓差與相含率的關(guān)系求解體積含液率，求解誤差在±5％以?xún)?nèi)。 6.提出了基于狹縫文丘里測(cè)量系統(tǒng)的氣液兩相流非分離測(cè)量方案。對(duì)基于流型識(shí)別的氣液兩相流測(cè)量方法進(jìn)行了研究。利用狹縫文丘里重位壓差信號(hào)在