基于狹縫文丘里的氣液兩相流檢測技術(shù)研究.pdf

1、氣液兩相流廣泛存在石油、動力、化工、冶金、管道運輸、醫(yī)藥、制冷等領(lǐng)域。研究氣液兩相流動機理，準確檢測兩相流參數(shù)具有非常重要的意義。 本文在對標準文丘里管與U形管研究的基礎上，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量系統(tǒng)，初步實現(xiàn)了基于流型識別的氣液兩相流流量測量。本文主要完成了以下的工作： 1.基于分相流動假設與均相流動假設，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，適用于高壓

2、與低壓范圍，精度在±6.5％以內(nèi)。同時還建立了神經(jīng)網(wǎng)絡模型，該模型也適用于高壓與低壓范圍，精度在±5％以內(nèi)。 2.提出了一種新的氣液兩相流測量系統(tǒng)-狹縫文丘里氣液兩相流測量系統(tǒng)。理論分析表明，狹縫文丘里管利用對稱結(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信號與時均信號研究氣液兩相流動特性的方法。垂直于水平流向的重位壓差信

3、號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，重位壓差的波動信號與時均信號在不同流型上具有互補作用，將二者結(jié)合起來能夠很好的識別氣液兩相流的流型。 4.在氣液兩相流動下，研究了狹縫文丘里的差壓特性。由于狹縫文丘里利用對稱結(jié)構(gòu)減小了摩阻壓降的影響，使得差壓特性與分相流動假設下的一些結(jié)論符合得較好。根據(jù)不同的流動狀態(tài)下的差壓特性擬合了狹縫文丘里的測量模型，模型的預測誤差都在±5％以內(nèi)。 5.在不同的流動狀態(tài)下，建立

4、了質(zhì)量含氣率與體積含液率的測量模型并進行了實驗驗證。以氣相為主的氣液兩相流動中，質(zhì)量含氣率與加速、摩阻壓降之比存在線性關(guān)系，直線斜率受壓力與氣相弗勞得數(shù)的影響。通過曲線擬合得到關(guān)聯(lián)式，相對誤差在±12.5％以內(nèi)。以液相為主的流動下，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％以內(nèi)。 6.提出了基于狹縫文丘里測量系統(tǒng)的氣液兩相流非分離測量方案。對基于流型識別的氣液兩相流測量方法進行了研究。利用狹縫文丘里重位壓差信號在