气液两相流测量技术的现状及发展概要VIP专享VIP免费

《热能动力工程前言》班级:硕动力152专业:动力工程姓名:汪辉学号:2152214135气液流测量技术发展汪辉摘要:随着气液两相流测量技术的进步,气液两相流理论得到充分发展,也为工程实践提供了有力工具。本文主要介绍了近年来气液两相流对流量测量与流型检测的新技术。在流量测量领域,本文主要介绍了传统单相流量计、多流量计测量、分流分相法、超声波法。在流型检测方面主要介绍了,高速摄影法、层析成像法、信号特征分析法,以及小波变化法,神经网络法等实时检测方法。关键词:气液两相流;流量测量;流型检测ResearchondevelopmentofGas-liquidTwo-phaseFlowMeasurementTechnologyWangHuiAbstract:Withthedevelopmentofgas-liquidtwo-phaseflow,ontheonehanditpromotethedevelopmentofthetheoryofgasliquidtwophaseflow,ontheotherhanditprovideapowerfultoolforIndustrialpractice.Thispapermainlyintroducesthenewtechnologyinrecentyears,whichincludesgas-liquidtwo-phasemeasurementonflowrateandflowpattern.Inthefieldofflowratemeasurement,thetraditionalsingle-phaseflowmeter,multi-flowmetermeasurement,extractingandseparatingmethodandtheultrasonicmethodaremainlyintroduced.Inthefieldofflowpatterndetection,highspeedphotographymethod,tomographymethod,signalfeatureanalysis,wavelettransformmethodandneuralnetworkmethodaremainlyintroduced.Keywords:gas-liquidtwo-phaseflow;flowratemeasurement;flowpatterndetection气液两相流的测量技术的进步对其理论和工业实践的发展有着重要的意义。对于两相流基本参数的测量呈现出多样化的趋势。例如,针对气液两相流流量测量林宗虎,王栋等[1]提出分流分相的气液两相流体的测量方法,最终测量误差小于5%,效果比较理想;胡俊介绍了一种基于压差法的V形内锥式流量计,结果表明利用该流量计采用经典的林宗虎模型对流型进行检测是可行的[2]。对此本文针对国内外关于流量的测量方法与流型的检测技术的进展,做了分析与评述。1流量测量技术1.1传统分离式流量测量技术根据测量过程中是否对两相流分离可将气液两相流流量测量技术分为分离法和非分离法。传统的分离法应用分离设备将汽液混合物分离成单相气体和液体后,再通过普通单相流量计进行计量。常用的单相流量测量仪器有差压流量计、涡街流量计、文丘里管、孔板式流量计、靶式流量计、节流原件等。对于传统的分离方法虽然有着稳定性强,测量精度高、测量范围宽等优点但是其体积庞大,造价过高,造成其经济性较差。1.2多流量计测量因流量计的指示值不仅与各相流量有关,还与两相流体的干度相关,因此在更多的情况下,采用两种不同特性的流量计组合测量。例如:节流元件-多孔动压探针(笛形管,孔板-文丘里管,靶式流量计-涡轮流量计,文丘里管-涡轮流量计,垂直上升压差-垂直下降压差。该方法装置简单,但测量范围小,受到具体流型的制约。近些年对单个流量计与射线流量计组合研究更加深入。例如,γ射线-涡轮流量计[13],γ射线-文丘里管[14],微波-文丘里管[14],这种方法克服了流型变化对流量测量的影响。1.3分流分相法前以述及分流分相的气液两相流测量方法,其原理是通过分流分相的方法,从被侧两相流体中成比例的分流、分离出一定份额的单相气体和单相液体,经单相流量计计量后根据比例关系确定出两相流体的各相流量。图1是分流分相法的原理图。被测两相流体流过分配器时被分成两部分:一部分两相流体(80%~95%沿原通道继续向下游流动,称这部分流体为主流体,这一支路为主流体回路;另一部分两相流体(5%~20%则进入了分离器,称这部分流体为分流体,这一支路为分流体回路.分流体经分离器分离后,气体和液体分别进入气体流量计和液体流量计进行计量,最后又重新与主流体汇合[1]。图1分流分相法原理图Fig1principleofextractingandseparating与分离法相比,该方法流经分离器的流量仅为原来的(5%~20%,所以体积比原来小很多,其体积等同与单相流量计的体积。根据分配器结构不同可以分为“T”型三通管式非配器[3,4]、取样管型非配器[5]、转鼓分配器[6]、旋流分配器。1.4超声波法超声波测速原理基于超声波在静止流体...