對壁半環(huán)狀兩相流相含率電導(dǎo)傳感器研究.pdf

1、對兩相流相含率的精確測量及非線性動力學(xué)研究越來越依賴于高分辨率的測量信號，因此需對高分辨率傳感器進(jìn)行深入研究。本課題首先基于ANSYS有限元仿真軟件，采用單因素輪換實(shí)驗(yàn)方法和正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計方法，對對壁半環(huán)狀相含率電導(dǎo)傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了完備而細(xì)致的優(yōu)化設(shè)計，并通過改變測試小球尺寸考察傳感器響應(yīng)特性，最終給出傳感器最優(yōu)結(jié)構(gòu)，并將優(yōu)化結(jié)果與無保護(hù)對壁半環(huán)狀電導(dǎo)傳感器進(jìn)行對比分析。仿真過程中得出結(jié)論，當(dāng)測試小球尺寸與對壁半環(huán)狀電導(dǎo)傳感器電極尺寸一致

2、時，響應(yīng)效果最佳。隨后通過垂直上升氣液兩相流動態(tài)實(shí)驗(yàn)和垂直上升油水兩相流動態(tài)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該傳感器不僅能夠反映氣液兩相流宏觀流型信息，而且對油水兩相流中油泡泡徑大小和泡群特征等微觀結(jié)構(gòu)也能細(xì)致刻畫，具有較好的空間分辨率和抗噪能力，提高了測量信號質(zhì)量。
　　 本課題提出了一種改進(jìn)的時間序列有限穿越可視圖建網(wǎng)方法，并對三種可視圖(可視圖、水平可視圖、有限穿越可視圖)網(wǎng)絡(luò)度分布進(jìn)行了評價。結(jié)果表明：水平可視圖網(wǎng)絡(luò)均無法有效識別各類時間序列

3、信號(周期、分形、混沌)；對分形信號，可視圖及有限穿越可視圖網(wǎng)絡(luò)均具有無標(biāo)度冪律形式，但抗噪能力較差；對周期信號及混沌信號，有限穿越可視圖網(wǎng)絡(luò)比可視圖具有更強(qiáng)的抗噪性。在此基礎(chǔ)上，采用有限穿越可視圖網(wǎng)絡(luò)從氣液兩相流和油氣水三相流相含率測量電極電壓波動信號中提取了度分布特征參數(shù)，通過其特征參數(shù)組合實(shí)現(xiàn)了對三種典型氣液兩相流流型(泡狀流、段塞流、混狀流)和三種典型三相流流型(水包油泡狀流、水包油泡狀-段塞過渡流型及水包油段塞流)較好的辨識效