新型内外管差压流量计弹状流双参数测量研究

为实现气液两相流相含率及流量的双参数测量,设计新型内外管差压流量计测量装置。利用该装置在单相水流量为1～11 m3/h范围内进行实验测试,拟合单相流出系数C的数学模型。单相水流量测量值与实际值的最大示值相对误差在±1.6%以内。气液两相流测量特性研究在水流量范围为2～6 m3/h,气流量范围为0.12～0.6 m3/h进行实验,在已知含率的情况下求得弹状流的两相总质量流量预测模型,通过分析压损比与XLM变化规律,分段建立压损比和Frg与XLM的数学模型,得到分相含率。预测结果表明:弹状流液相含率相对误差在±2%以内,两相总质量流量相对误差在±3%以内。通过差压及压损比实现相含率及流量的双参数测量,为气液两相流不分离测量提供一种参考方法。     

基于近红外面源传感器的气液两相流相含率测量

针对传统近红外点对点探头传感器测量存在盲区、数据精度低等问题,提出并设计了一种基于近红外面源传感器的气液两相流相含率测量装置,并对其进行研究。该装置有效减小了近红外光的折射与反射,提高了测量的精确度。通过CFD流体仿真软件模拟了管道内流体的流动状态,并对该装置的结构进行了仿真及优化。在单相流实验的基础上进行气液两相流动态实验,得到了4路近红外信号与相含率的关系,建立了相含率测量模型,数据导入修正模型分析得到的相含率测量相对误差在±3.5%以内。     

应用双头电导探针技术测量气液两相泡状流局部参数

本研究应用双头电导探针技术测量气泡局部参数,从而揭示了气液两相泡状流的内部流动规律。     

双锥流量计气液两相流空隙率测量研究

设计了一种结构简单、对加工工艺要求较低的双锥流量计,并用于气液两相流参数的测量.提取双锥流量计的差压波动信号的特征值,采用无量纲分析方法建立分相含率的测量模型,通过优化方法获得局部最佳的模型参数.在气液两相流实验装置上开展了实验研究.结果表明,所建立的分相含率测量模型可在一定的空隙率范围内对气液两相流含气率进行有效的测量.     

环形管流量计测量气液两相流研究

提出了一种基于环形管流量计的新型气液两相流流量测量方法.设计了多圈环形管流量传感器,通过对多圈环形管的水平直径上和垂直直径上四个差压信号进行分析,建立了不同位置差压信号与总体积流量和总质量流量的关系模型,并由此获得气液两相流的混合密度,实现了气液两相流分相流量的测量.     

应用双头电导探针技术测量 气液两相泡状流局部参数

本文研究应用双头电导探针技术测量气泡局部参数,从而揭示了气液两相泡状流的内部流动规律。成功地设计了一种能够快速可靠测量气泡局部统计参数,包括空隙率、气泡速度、气泡尺寸、界面浓度等的电导探针系统。发现探针尖部的导通距离、沿流动方向两探针间的距离和两个探针针尖的间隙是设计电导探针的关键尺寸。     

新型气液两相流相含率检测装置特性研究

油气开采及油气运输中流体不分离计量是实现低碳生产的有效途径,气液两相流检测技术是实现这一目标的关键技术基础。利用近红外光谱技术作为研究测量方法,在水平管道上设计沿两相流流动方向进行测量的气液两相流相含率检测装置,将原有探头径向放置测量的方式改为沿流体流动方向进行测量,提高被相应的接收探头接收比例,达到准确测量的目的。利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真软件,优化装置结构。在新型测量装置上完成多个工况点的实验测试,得到相含率与近红外测量电压信号之间的数学模型,且相对误差分布在0.11%以内,为今后气液两相流不分离检测提供一种新方法 。     

气液两相流界面波的双平行电导探针测量方法研究

使用双平行电导探针，通过测量气液两相瞬时液膜厚度，来反映气液两相流界面上的波动规律，对经测量系统进行了理论和实验研究，根据界面波的物理特性，设计出一种能够快速准确地测量液膜厚度的电导探针系统，并且提出了一种不受实验条件变化影响的探针标定方法。通过对水平管内空气－水气液两相流分层流界面厚度的测量，证明这种方法是切实可行的。     

用探针法在线测量管道气液两相流平均截面含气率

本介绍用探针法测量管道气液两相流平均截面气含气率的可行性分析，依据班可夫变密度模型提出了在线测量的具体方法，给出了光导纤维探针对水一空气两相流和油－空气两相流的测试结果。     

气／固两相流流速的相关测量

本文就管道内固体物料(气/固两相流)流速的相关测量技术进行了探讨和研究,并设计和制作了一种新型电容传感器、变换器、以及全软件式实时相关器(包括接口电路和相关软件),相关测速误差约±1%。     

多种超声流量计对气液两相流流量计量的试验研究

超声流量计广泛应用于生活供排水、农业灌溉、工业生产等领域流体流量的计量。受实际工况影响,管道内流体的流态呈现复杂多变的特点,根据具体工况准确选择流量计对保证测量结果精度、流量计更换频率具有重要影响。针对实际工况中常出现的气液两相流流态下的流量精确测量问题,通过对单声道反射式、外夹式、三声道超声流量计在该流态状态下5个典型流量值附近进行测量,将检测量值同称重法流量标准装置测量值进行对比,实现各流量计计量特性评估。试验结果表明:不同类型的流量计有着不同的使用条件和范围,对其在实际工程中的应用具有重要的指导意义,为用户使用流量计选型提供参考依据。     

Wavelet neural network (WNN) approach for calibration model building based on gasoline near infrared (NIR) spectra

In this paper we have compared the abilities of two types of artificial neural networks (ANN): multilayer perceptron (MLP) and wavelet neural network (WNN) — for prediction of three gasoline properties (density, benzene content and ethanol content). Three sets of near infrared (NIR) spectra (285, 285 and 375 gasoline spectra) were used for calibration models building. Cross-validation errors and structures of optimized MLP and WNN were compared for each sample set. Four different transfer functions (Morlet wavelet and Gaussian derivative – for WNN; logistic and hyperbolic tangent – for MLP) were also compared. Wavelet neural network was found to be more effective and robust than multilayer perceptron.     

基于流体诱发管道振动的气液两相流型识别

通过对不同流型的气液两相流流经管道时诱发的管道振动特性的实验研究,提出了基于流体诱发振动的非接触式在线两相流流型识别新方法.通过安装于测试管道外壁的振动传感器测量不同流型下气液两相流诱发的振动信号;采用小波包分析提取了表征流型变化的振动信号能量特征向量;以能量特征向量作为模型输入,建立了概率神经网络模型用于识别分层流、...     

Comparison of linear and nonlinear calibration models based on near infrared (NIR) spectroscopy data for gasoline properties prediction

Six popular approaches of «NIR spectrum–property» calibration model building are compared in this work on the basis of a gasoline spectral data. These approaches are: multiple linear regression (MLR), principal component regression (PCR), linear partial least squares regression (PLS), polynomial partial least squares regression (Poly-PLS), spline partial least squares regression (Spline-PLS) and artificial neural networks (ANN). The best preprocessing technique is found for each method. Optimal calibration parameters (number of principal components, ANN structure, etc.) are also found. Accuracy, computational complexity and application simplicity of different methods are compared on an example of prediction of six important gasoline properties (density and fractional composition). Errors of calibration using different approaches are found. An advantage of neural network approach to solution of «NIR spectrum–gasoline property» problem is illustrated. An effective model for gasoline properties prediction based on NIR data is built.     

Fundamental examination of nanoparticle heating kinetics upon near infrared (NIR) irradiation

Near infrared (NIR) light, which spans wavelengths from ~700-1100 nm holds particular promise in bionanotechnology-enabled applications because both NIR light and nanoparticles (NPs) have the potential for remote activation leading to exquisite localization and targeting scenarios. In this study, aqueous solutions of carbon and metal-based NPs (carbon black, single-walled carbon nanotubes, silver nanoparticles and copper nanoparticles) were exposed to continuous NIR laser (λ = 1064 nm) irradiation at powers of 2.2W and 4.5W. The differential heating of bulk aqueous suspension of NPs with varying physicochemical properties revealed maximum temperatures of 67 °C with visible evidence of condensation and bubble formation. The basis of the NP heating is due to the strong intrinsic optical absorbance in the NIR spectral window and the transduction of this NIR photon energy into thermal energy. In this regard, UV-vis measurements can accurately predict NP heating kinetics prior to NIR irradiation. Further, a uniform thermodynamic heating model demonstrates close agreement with the experimental data for the low NIR-absorbing NPs. However, the uniform thermodynamic heating model used in this study does not accurately portray the energy release upon localized NP heating because of bubble formation for the highly absorbing NPs. Therefore, this study reveals the differential heating kinetics of NPs excited with NIR with implications in the development of novel NIR-NP-based systems.     

基于声发射技术的气液两相流相含率测量方法

气液两相流动广泛存在于石油、化工、管道运输、核反应堆等领域,利用声发射检测技术的非侵入式优势,对管内两相流动系统的进行无干扰,通过检测气液两相流动噪声,实现气液两相流相含率的测量。通过提取垂直管气液两相流流动噪声信号特征参数,在时域、频域分析方面分辨单相流动与两相流动的差别,研究两相流动的流动机理、流型过渡特性、流动噪声与流动形态之间的关系。在垂直管弹状流流型下,利用重标极差分析法(R/S分析法)对所测得垂直管气液两相流流动噪声进行分析,提取的垂直管两相流声发射信号作为输入量,利用支持向量机回归的方法,克服两相流声发射信号的非线性关系,成功建立相含率测量模型。     

基于ANSYS的气液两相流海洋立管流固耦合特性分析

运用ANSYS软件对气液两相流海洋立管进行了流固耦合特性分析,包括模态分析和动力学分析.模态分析研究了有无流固耦合存在时立管振动模态的变化以及流体边界条件对立管固有频率和阵型的影响;同时,将仿真分析同DNV公式求解的固有频率进行了对比验证.动力学分析研究了单、双向流固耦合振动分析,并将单、双向流固耦合进行了对比分析,同...     

两相流测量技术及其进展

两相流存在于众多工程领域中 ,其测量技术有着广阔的应用背景和发展前景。从传统压差法到现在发展中的过程层析成像技术 ,测量效率的提高为工业过程和试验研究带来了巨大效益。本文简要介绍了各种两相流测量技术的测量原理、应用及其发展状态 ,并作了很好的总结 ,对工业过程和实验室研究对测量技术的选择有很好的参考作用。