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.     

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。     

气液两相流电导传感器测量波动信号的Wigner-Ville分析

流型是两相流中非常重要的流动参量,不同流型下的两相流流动特性及传热传质性能有很大不同。流型也严重影响着两相流参数测量的准确性。利用新近研制的两相流电导传感器,在垂直上升气液两相流管中采集了不同流型下的电导波动信号,采用W igner-V ille分布(WVD)在时频域内处理了电导波动信号,观察到了WVD特征与流型之间的关系,取得了较好的气液两相流流型辨识效果。     

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.     

基于热容原理的小管径气液两相流传感器设计

为了识别小管径内气液含量,设计了一种参比铂电阻电极、工作铂电阻电极和加热器复合结构的传感器.基于液体与气体热容率不同,在管道进出口设计了铂电阻电极,采用温度调理电路和温度加热电路实现测量,传感器输出高低电压信号可以区别气液含量.实验结果表明,管径内气体体积小于测量管段体积的50％时,传感器输出低电压信号值0 V;管径内...     

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。     

一种测量气--液两相流的线列阵传感器设计

针对气—液两相流研究对含气率测量的需求,基于线列阵测量技术原理,设计了一种可移动式线列阵两相流测量传感器,该传感器具有较高的空间分辨率（3 mm）和极高的时间分辨率（2500 Hz）,设计了线列阵传感器标定和含气率算法,实现了瞬时二维局部含气率的测量。经过射流冲击试验验证表明：该线列阵传感器结构稳定,基于原始测量数据,采用标定和含气率求解算法,可计算气泡夹带现象在水平截面的平均含气率分布情况。     

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.     

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.     

气液两相流空隙率测量方法微重力环境应用研究

微重力环境下气液两相流空隙率测量是载人航天器需解决的关键技术之一。通过对当前常重力环境下气液两相流空隙率测量方法的特点和微重力环境对气液两相流空隙率测量的影响分析,提出了满足微重力环境气液两相流空隙率测量方法的基本要求,对当前空隙率测量方法在微重力环境应用的可行性进行了分析,并给出了相应建议。     

槽式孔板的气液两相流测量特性

为了准确计量气液两相流量,选用槽式孔板作为一次传感元件、以空气/水为测量介质,进行了一系列的实验.介于两相流动的随机波动特征,对气液两相流流过槽式孔板时产生的差压信号进行了处理,提取出能够反映气液流量变化的几个统计特征量,总结了差压信号的平均值、标准差、自相关最大值和(0,4)Hz频段功率随气液流量变化而变化的规律,为两相流流量计的开发奠定了基础.     

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.     

电容式涡街流量传感器的环形转换电路研究

探讨了差动电容环形转换电路的机理,指出输入信号的不平衡将导致一个新的平衡过程,在最终的稳定状态中,流过跨接电容两端的充放电电荷始终趋于动态地保持相同.根据这一理论建立起一个关于输入输出的通用方程,并得到实验数据的支持.由方程导出其电压输出的简洁公式,用以定量分析电容式涡街传感器的信号转换过程,这对于优化电路设计具有重要指导意义.分析表明,涡街的环形电路输出信号只是在输入的高频载波上迭加了一个幅度正比于激励的低频交变信号;高品质振荡电路能有效提高信噪比,而最简便的方法是利用MCU晶振产生的信号直接作为环形电路的激励,在保证激励信号的幅度的基础上,电源电压降低到原来的1/2;激励源电流降低了一个数量级,同时具有稳定性,这对于变送器的智能化和微功耗化的实现起到关键作用.