氣液兩相流參數(shù)檢測(cè)新方法研究.pdf

1、兩相流廣泛存在于化工、冶金、能源等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。兩相流的廣泛存在促使兩相流領(lǐng)域的研究工作得到了迅速的發(fā)展，同時(shí)也成為國內(nèi)外學(xué)者極大關(guān)注的前沿課題。兩相流的流動(dòng)特性比較復(fù)雜，這導(dǎo)致兩相流參數(shù)檢測(cè)的難度也比較大。目前，兩相流參數(shù)檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)成為兩相流研究的制約性因素。 空隙率和流量是兩相流的重要參數(shù)。本文對(duì)油氣兩相流空隙率和流量測(cè)量方法進(jìn)行了研究，主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1.對(duì)基本遺傳算法進(jìn)行了改進(jìn)，提高了遺傳算法的運(yùn)行效率

2、?；诜蔷€性尺度變換方法和最優(yōu)保存策略，提出了改進(jìn)的遺傳算法。適應(yīng)度函數(shù)的非線性尺度變換使算法不易陷入局部最優(yōu)，最優(yōu)保存策略加快了算法的收斂速度。改進(jìn)的遺傳算法收斂速度較快，且不易陷入局部最優(yōu)。函數(shù)優(yōu)化檢驗(yàn)結(jié)果和油氣兩相流空隙率的測(cè)量結(jié)果都表明，該遺傳算法的改進(jìn)是成功的，與基本遺傳算法相比，改進(jìn)的遺傳算法不易陷入局部最優(yōu)，算法精度提高了15％，收斂時(shí)間減少了25％。 2.將遺傳算法引入到油氣兩相流空隙率的測(cè)量中。基于遺傳算法、偏

3、最小二乘法和電容層析成像技術(shù)，提出了一種油氣兩相流空隙率測(cè)量新方法。該方法首先辨識(shí)油氣兩相流流型，然后，選擇與流型對(duì)應(yīng)的空隙率測(cè)量模型測(cè)量空隙率。其中，流型辨識(shí)結(jié)果可以通過兩種方法獲得，一種是基于差壓波動(dòng)信號(hào)結(jié)合信號(hào)分析方法獲得流型辨識(shí)結(jié)果，另一種是基于兩相流的管截面圖像結(jié)合簡單快速的反投影算法獲得?？障堵蕼y(cè)量模型是電容測(cè)量值的線性組合，并在測(cè)量前離線建立。空隙率測(cè)量模型的建立過程分為如下兩步：首先，應(yīng)用遺傳算法提取12電極陣列式電容傳

4、感器電容測(cè)量系統(tǒng)提供的對(duì)空隙率測(cè)量有貢獻(xiàn)的電容；然后，針對(duì)這些對(duì)空隙率測(cè)量有貢獻(xiàn)的電容，用偏最小二乘法確定各個(gè)有貢獻(xiàn)的電容對(duì)空隙率測(cè)量值的貢獻(xiàn)權(quán)重。該測(cè)量方法與2電極電容測(cè)量方法相比測(cè)量結(jié)果不易受流型的影響，與應(yīng)用電容層析成像技術(shù)直接測(cè)量空隙率的方法相比，空隙率測(cè)量實(shí)時(shí)性較好，測(cè)量時(shí)間小于0.1秒。 3.將新提出的油氣兩相流空隙率測(cè)量方法與文丘里管相結(jié)合，提出了油氣兩相流流量測(cè)量新方法。由于在流量測(cè)量過程中引入了流型辨識(shí)過程，因