旋流型管壁取樣分配器優(yōu)化設(shè)計及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著近現(xiàn)代工業(yè)化的飛速發(fā)展,氣液兩相流越來越多的出現(xiàn)在各種領(lǐng)域,如石油、化工、醫(yī)藥、原子能等領(lǐng)域。在兩相流系統(tǒng)中流量是最基本的參數(shù)之一,因此兩相流流量的計量是不可避免也是亟待解決的一個難題。由于兩相流動的復(fù)雜性,無法應(yīng)用單相流量儀表進行直接測量。傳統(tǒng)的兩相流計量方法由于設(shè)備體積龐大、價格昂貴、無法在線測量等缺點,極大的制約了油田的開采和管理。分流分相法為解決這一難題提供了希望,它的原理是從主流體中分流出一小部分兩相流體,分流出的這部分流

2、體被稱為分流體,分流體經(jīng)過計量分離器分離成單相流體后分別計量,最后根據(jù)分流體與主流體的比例關(guān)系便可以計算出主流體各相的流量。分流分相法具有設(shè)備體積小、測量精度高、能夠在線測量等優(yōu)點。分流分相法測量兩相流量的關(guān)鍵在于設(shè)計出合適的分配器,本文主要研究旋流型管壁取樣分配器的結(jié)構(gòu),并在自行設(shè)計搭建的實驗裝置上進行了氣液兩相流流量測量的實驗研究。
　　 本文應(yīng)用FLUENT軟件模擬和實驗相結(jié)合的方法對旋流型管壁取樣分配器的結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)

3、計,模擬部分主要包括旋流葉片的安裝角度的模擬、取樣孔的位置的選擇。確定了葉片的最佳安裝角度為30°；設(shè)計了8個直徑為5mm的圓孔,均勻布置在管周,根據(jù)模擬結(jié)果得出:取樣孔布置在距離整流器下游30mm位置處時,取樣效果最佳。
　　 本文的實驗部分在中國石油大學(xué)(華東)油氣儲運實驗室的大型多相流實驗環(huán)道中進行。實驗過程中采用空氣和水作為氣液相介質(zhì)。實驗中主要研究了氣液相分流系數(shù)與主管氣液相流量的關(guān)系、有無旋流裝置以及分流回路阻力調(diào)節(jié)