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...     

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。     

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.     

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。     

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。     

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.     

基于文丘里的湿气流量测量实验研究

对可应用于民用湿天然气流量测量的小口径文丘里管进行了实验研究。通过一台气流式雾化器用氮气把水雾化成湿气,再通过一台入口直径6mm,直径比0.567的文丘里管进行在线流量测量,获得了一定工况参数范围内不同压力、气体密度弗鲁德系数和洛克哈特-马蒂内利参数下的湿气虚高特性数据。分析了洛克哈特-马蒂内利参数、气液密度比、气体密度弗鲁德系数、韦伯数和液气体积比对湿气虚高修正系数的影响。调研了基于差压流量计的7种虚高指数修正关系式,并根据实验数据改进了R-H关系式。提出了针对小口径文丘里测量湿气的气相流量计算模型。实验结果表明,在压力0.5~2.0 MPa,气体密度弗鲁德系数1.0~8.5,洛克哈特-马蒂内利参数0~0.34, 气相体积比95%~100%范围内,该模型修正的气相流量相对误差小于士2.1%,气相均方根误差为1.2%,优于其他模型的修正结果。     

一种气液两相流双参数测量方法

提出和建立了气液两相流双参数流量测量方法及其测量系统。文中着重就该系统的几个关键技术问题进行了探讨。     

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.     

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.     

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。     

基于丝网传感器的气水两相流流型转换测量

两相流流型有助于两相流体结构与运动规律的研究,是开展气水两相流研究的基础。为了探究各种流型之间转换过程中的流体动力学现象,利用丝网传感器(Wire Mesh Sensor,WMS)通过对50 mm内径的垂直管道不同流动条件下各种流动形态的空隙率、气泡分布及其变化过程成像测量表明在水相表观流速不变,气相表观流速增加的条件下,从泡状流到弹状流过渡过程中,均匀分布的离散小气泡密度逐渐增加,管道中心气泡浓度逐渐高于管壁,管道中心小气泡开始碰撞聚合形成大气泡;随着水相表观流速减小,进一步增加气相表观流速,弹状大气泡破裂成若干不规则气泡,向下一个流型过渡。     

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.