基于定电流法的气液两相环状流液膜厚度及截面含气率的测量.pdf

东北电力大学
硕士学位论文
基于定电流法的气液两相环状流液膜厚度及截面含气率的测量
姓名:崔玉峰
申请学位级别:硕士
专业:检测技术与自动化装置
指导教师:周云龙
20080301
摘要将测量值与模型计算值进行比较,两者值较为接近。关键词:定电流法;环状流;液膜厚度;截面含气率环状流作为气液两相流中的一种重要流型,它广泛的存在于许多工业领域。随着工业生产过程中计量、节能和控制精度的提高,对于气液两相坏状流参数检测的要求越来越迫切。此外,气液两相环状流参数检测技术还能为流体力学工作者提供强有力的实验手段,促进气液两相流体力学理论的发展,为气液两相环状流过程工艺设计提供理论依据。本文通过定电流法设计了检测装置,实现了气液两相环状流液膜厚度和截面含气率的测量。本文介绍了气液两相环状流液膜厚度检测装置的设计原理,根据设计原理设计了检测装置,并对检测装置进行了保护回路设计。将检测装置接入气液两相流实验系统,并在多种工况下进行测试,测试结果表明:该检测装置可以实现对气液两相垂直环状流液膜厚度的测量。利用检测装置进行液膜厚度测量,将测量结果与传统计算方法计算结果进行比较,确定了测量精度。通过气液两相环状流截面含气率数学模型计算得到一定工况下气液两相环状流截面含气率,在该工况下利用检测装置测量气液两相环状流截面含气率,对液膜厚度及截面含气率测量值进行了误差分析,结果表明:该检测装置可以实现对气液两相垂直环状流液膜厚度及截面含气率的测量,并且测量精度较高。
甒甀—猯猵瑃琫,瑃甀,,甌..,...琤·甌.:籨;籿东北『乜力人学硕貉宦垡
年土月盟同年上月旦同崔五塑皇整垂竺釜同期:克磕耆辉录巅掏翌墅兰竺本人声明,所呈交的学位论文系在导师指导下本人独立完成的研究成果。律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申交回学校授予的学位证书;本人负责因论文成果不实产生的法律纠纷。论文知识产权权属声明论文作者签名:论文原创性声明文中依法引用他人的成果,均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法请的论文或成果。本人如违反上述声明,愿意承担以下责任和后果:学校可在相关媒体上对作者本人的行为进行通报;本人按照学校规定的方式,对因不当取得学位给学校造成的名誉损害,进行公开道歉。同期:本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属东北电力大学。学校享有以任何方式发表、复制、公丌阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为东北电力大学。导师签名:
第绪论课题背景及意义多相流动过程广泛存在于石油、化工、冶金、供水、医学、及环境工程等诸多部门和工业过程中,是现今国际国内广泛关注的重要研究领域。多相流动体系,通常是由两种连续介质和若干种不连续介质组成的【。连续介质通常称为连续相,不连续介质如固体颗粒、水泡、液滴等称为分散相蚍橇。根掘流体中包括物质相数目的不同多相流一般可以分为两相和三相流。根据组分物理状态的不同,两相流一般又分为气/液、气/固、液/固、液/液缬停两相流;三相流一般分为气/液/液、气/液/固三相流等。两相流由两种组分构成,而各组分之间存在着密度、粘度等物理性质上的差异,在重力、温度、压力、各相流量及管道形状等诸多因素的作用下两相流的各组分之问会产生滑脱及随机可变的相界面效应,因此其物理特性和数学描述比单相流检测复杂得多,致使两相相流参数检测难度很大。要认清两相流体系的复杂现象,揭示两相流运动的机理,建立两相流动模型并对流动过程进行预测或控制,首先要解决的就是两相流检测的技术问题。环状流作为气液两相流中的一种重要流型,它的应用极其广泛。随着海洋石油开采和海洋高技术的发展,尤其是工业生产过程中计量、节能和控制精度的提高,对于气液两相环状流参数检测的要求越来越迫切【。此外,气液两相环状流参数检测技术还能为流体力学工作者提供强有力的实验手段,促进气液两相流体力学理论的发展,为气液两相环状流过程工艺几十年来,国内外科技工作者在解决两相流流动参数的检测问题上开展了大量的理论与实验研究工作,己经取得了一些成果,同时研发出了一些商品化的多相流量计产品,并在一定范围内得到应用,但是仍存在许多问题。多相流管流体系中以两相流动最为普遍,我国在“八五”、“九五’’科研项目以及“等高科技项目中都对两相流的研究给予了高度重视,气液两相环状流测试技术的研究取得了很大进展,但目前气液两相坏状流参数检测的发展水平还远未满设计提供理论依据。第倚髀
喊牍铲妾¨∥畋式中,嘭表示液相质量流量,睨表示气相质量流量,,如速度、压强、密度、温度等。由于两相一起流动,相间有相互作用