基于环形管差压波动信号测量气液两相流气相含率的研究

设计了一种新型多圈环形管用于气液两相流参数的测量,对环形管上升段水平方向内外侧差压波动信号进行了分析,采用无因次分析方法获得与差压波动信号均方根相关的特征量,建立了此特征量与容积含气率的关系模型,并在此基础上进行了实验.实验结果表明与差压波动信号均方根有关的特征量和容积含气率存在一定的关系,在考虑到气体密度的影响之后,引入气体密度对关系模型进行修正,建立了差压波动信号均方根和容积含气率量纲1的线性关系模型.在容积含气率小于0.65时,气液两相流的容积含气率测量误差小于5%,为气液两相流的容积含气率测量提供了一种方法.     

双锥流量计的气水两相流流量测量研究

采用一种新型双锥流量计,对气水两相流流量的测量进行试验研究。通过试验的方法,在水流量标准装置上对双锥流量计的流出系数进行了标定。利用双锥流量计的差压信号,采用分相流模型、Lin模型和Murdock模型对气水两相流的总流量测量进行了初步的研究。结果表明,在一定的测量范围内,采用Murdock模型可以获得较好的测量结果。     

弹状流工况下的气液两相流双参数测量

由于两相流动的复杂性,利用实验测量手段实现两相流的准确测量成为目前研究的热点.在弹状流流型的工况条件下选取了30个实验点,利用新型气液两相流检测装置进行测量实验,结果表明:液相含率测量相对误差在4.3％以内,总流量测量相对误差在1.6％以内,为气液两相流双参数测量研究提供了一种新的思路.     

气液两相圆锥绕流的数值仿真

研究锥形物体在气液两相流场中动特性问题,对流场特性的影响和锥形物体自身的承载受力情况;采用CFD流体仿真软件FLUENT,用欧拉双流体模型结合Realizablek-ε湍流模型,对锥体在气液两相流场中的运动进行数值仿真.结果显示,在锥体尾部形成一组对称的回流涡,随着流体含液率的增加,主相空气相在中心轴线上的流向速度明显受到影响,尾涡变短,恢复速度变快;在绕流体的壁面上的流场的速度梯度会增大;同时绕流体周围的流场的压力梯度也会增大,湍动能和湍动能增量都会增大,与实验的结果基本吻合,验证了运用数值仿真的方法来研究气液两相锥体绕流问题是正确可行的.     

气/液两相泡状流相关流速测量系统的研究

气/液两相流是自然界和工业过程中一种非常典型、复杂的多相流形态,其中,离散相如气泡的运动速度、尺寸、位置以及两相流流型等参数的监测是一个很重要的研究课题.本文介绍了利用电容层析成像技术和相关流速测量技术对气/液两相泡状流的离散相速度及其分布测量的研究.     

气液两相流红外检测技术研究

气液两相流检测是目前载人航天电解制氧装置急需解决的关键技术之一。设计一种基于红外检测的传感器实现对低浓度液/气含量的测量,通过对脉宽调制(PWM)驱动红外发射、TEC恒温控制、抗干扰等技术研究,成功制得气液两相流传感器。实验表明,该传感器可测量液态水含量0～30%的气液两相流,系统误差优于10%,能够满足电解制氧装置两相流检测的需要。     

基于截面含气率的气／液两相流相关速度测量

基于双截面电阻层析成像技术进行气／液两相流的相关速度测试研究,分析了相关速度测量原理,提出了基于截面含气率的相关测速方法。通过插值增加上游、下游双截面含气率的采样数据,利用独立开发的软件系统具有的数据存储与回放功能对基于截面含气率的相关测速方法进行评定实验。实验结果表明：该方法测速精度较高,且稳定可靠。     

基于狭缝文丘里管的气液两相流测量

提出了一种新的气液两相流测量系统-狭缝文丘里气液两相流测量系统.理论分析表明,狭缝文丘里管利用对称结构可以减小或消除摩阻压降的影响,中间狭缝处垂直于水平流向的重位压降的测量同样避免了沿程摩擦阻力的影响.提出了基于狭缝文丘里测量系统的气液两相流非分离测量方案,并进行了实验研究.利用狭缝文丘里重位压降信号在三类流动下的特性,可以直接识别流型,在不同的流型下用相应的测量模型求解气液两相的流量.结果表明该方法是可行的.     

气液两相流量测量浅议

近几十年来，随着工业现代化的加速，在不少领域中出现了气液两相流，如热电、核电的气化单元；天然气、石油的开采、输送；低沸点液体的输送……，对它的研究已引起了国内外广泛的关注，由于两相流的复杂性、随机性，要认识这些现象进行预测，首先要解决检测问题，流量是最基本的参数，首当其冲，迫切有待解决。     

垂直于水平流向的气液两相流重位压差波动信号分析

以往对差压波动信号的分析,通常是指平行于流向测得的管道的沿程压力损失或节流装置产生的压力差。本文首次分析了垂直于水平流向的气液两相流重位压差波动信号。根据流体力学基本方程,分析了重位压差与截面含气率的关系,并在天津大学低压油气水三相流实验装置上进行了实验,讨论了不同流型下重位差压波动信号的功率谱密度特性,重位压差的相对统计方差特性,不同流型下重位压差时均信号的特性,以及重位压差波动信号与时均信号在不同流型的互补特性。     

基于经验模态分解的油气两相流流型状态监测

基于经验模态分解技术,采用能量评估和阈值概率统计手段,提出了一种油气两相流流型状态监测的新方法.油气两相流差压信号是一典型的非平稳多组分信号,经验模态分解首先将差压信号分解成9阶本征模函数,按照频率范围可以划分为3个子带:高频带(30～50 Hz),中频带(5～30 Hz)和低频带(0～5 Hz).在不同流型下,中频带的能量变化很显著,跟踪捕捉中频带能量变化可以监测两相流流型的跃迁.首先确定不同流型下对应的归一化能量阈值,阈值概率统计技术通过移动时间窗扫描中频带子信号的方式来监测流型状态变化.油气两相流的实验结果表明该方法是有效的,为两相流流型状态监测提供了新途径.     

一种气液两相流气相参数图像检测方法

介绍了一种运用图像处理技术检测气液两相流参数的新方法,针对气液两相中气泡目标对比度低的特点,提出先对待处理图像进行分形增强,运用改进的Canny算子检测出气泡目标边缘,在经过填充和标记后检测出两相流图像面积、圆形度、截面含气率等参数,为气液传质效率建模提供了基础;实践证明该方法抗干扰能力强,是一种实用可行的参数检测方法.     

多模态动态核主成分分析的气液两相流状态监测

气液两相流流动过程作为一种非平稳过程, 其状态的变化具有时变性、非线性、随机性等复杂流动过程的特点, 其流动状态的实时监测对掌握其流动过程的产生、发展及转化, 保障实际生产的安全稳定运行具有重要意义. 特别是流动状态的过渡过程反映了流动状态的发展及演化, 其流动结构非常复杂. 针对气液两相流的3种典型流动状态及过渡转化过程, 在多传感器获取流动状态测试数据的基础上, 提出一种多模态动态核主成分分析方法. 通过采用动态自相关、互相关方法提取流动过程测试数据中的动态特性, 采用核方法提取非线性特性, 结合主成分分析建立不同典型流动状态的监测模型; 利用模型对不同典型流动状态进行判别, 并进一步实现流动过渡状态的监测. 通过对气液两相流实验装置中不同流动状态实验测试数据进行处理, 验证了所提出方法对典型流动状态判别的准确性及对过渡状态监测的有效性.     

液流通过节流孔的压力场的仿真研究

为了研究节流孔的动态特征,该文对液流通过节流孔的过渡过程进行了数值解析。讨论了压力差的变化对流体初始加速度、平均轴速分量弧：、流量q和再附着点距离Z等的影响,给出了在压力差变化的情况下ωm、q、z和时间的关系曲线。该文指出流量的微小变化也伴随着压力场的变化,所以用孔口流量计进行精密测量时要特别注意。     

基于BP神经网络固相流量的在线检测

气固两相流中固相流量的在线测量对气固两相流工业过程的检测和控制具有重要的意义。现以电厂煤粉气力输送的气固两相流中煤粉质量的在线测量为背景,提出基于神经网络的固相质量流量的测量方案,并对使用的BP算法进行几点改进。最后实验结果表明,这种基于神经网络的固相质量流量测量方案是行之有效的,并且具有简单易行和普遍适用的特点。     

Zernike矩在气液两相流流型识别中的应用

根据Zernike矩具有正交性的特点,提出了一种基于Zernike矩和改进BP神经网络的流型识别新方法.该方法利用高速摄影仪获取水平管道内气液两相流的流动图像,并从图像中提取基于zernike矩的统计描述作为特征向量;同时,以此特征向量作为流型样本对改进BP神经网络进行训练,从而实现了对流动图像的流型智能化识别.结果表明,该方法能很好地识别七种典型流型,且其应用Zernike矩特征的分类精度明显高于用规则矩和Hu矩作为特征的识别方法,从而证明了基于Zernike矩的气液两相流流型识别方法的有效性.