基于电容层析成像和模糊模式识别的油气两相流流型辨识新方法的研究

基于电容层析成像和模糊模式识别技术别提出了一种油气两相流流型辨识的新方法。建立了12电极电容层析成像流型自动识别系统，该系统利用Tikhonov正则化原理并结合SIRT(Simultaneous Reconstruction Techniques)算法进行图像重建。Tikhonov正则化原理用于克服图像重建过程中的不适定问题，SIRT算法用于提高最终重建图像的质量。根据流型的随机和模糊特性，提出了一种根据管截面重建图像进行流型辨识的模糊流型判别方法。研究结果表明，提出的流型辨识新方法是有效的。对于层状流、核心流、环状流、均相流等流型，流型辨识的准确率高于95％，辨识一个流型所用的时间小于0.3秒。对于塞状流，流型辨识的准确率高于90％。     

对于管路气液两相流流型分布的研究

随着工业用气和民用用气的增多,人们对于天然气的需求越来越大。于是大量的输气管道被建成,但是也随之带来了各种各样的问题,其中比较明显的就是管线积液问题。管线积液大大增加了管线的压力损耗,降低了管线运行效率,加重了管道内腐蚀,增大清管频率,大量人力、物力的投入会造成管线运行成本提高。为了预测流体的情况,为清管提供依据,需要探索和气液两相流的流体流动机制的形成机制,并掌握天然气管线内流体流动规律。本文着重探讨了气液两相流流型分布的特点和其影响因素,最后做出总结,为以后对于气液两相流研究提供依据。     

基于复杂网络的气液两相流流态识别

本文提出一种基于复杂网络的气液两相流流态识别方法。在通过空气-水两相流模拟系统采集流态演化的压差时间序列的基础上,以不同流动条件下的压差时间序列为节点,以基于节点间的相似性程度为边,构建流态复杂网络,然后利用复杂网络社团单元的探寻进行气液两相流的流态识别。通过与模拟实验结果对比,该方法的有效性得到了验证。     

用于两相流流型显示和空隙率测量的电容层析成像技术

引　言两相流流型的实时显示和空隙率的在线测量对两相流系统的控制、运行乃至机理研究等均具有重要意义 ,一直是两相流领域中重要的研究方向 .现已提出多种实现流型显示和空隙率测量的方法 ,例如用于流型显示的核辐射线法和光学法 ,用于空隙率 (或浓度 )测量的机理估算法、核辐射线法、电学法、光学法、微波法、热学法和核磁共振法等 ,但是总的来讲还未能满足应用要求 ,实际应用的例子也较少[1] .电容层析成像 (ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ,简记ＥＣＴ)技术由于可在不干扰流场的情况下获取反映两相流…     

基于小波分析的气液两相流流型模糊辨识

本文提出了一种基于小波分析进行气液两相流流型模糊辨识的新方法。通过对测试管段的管程压降ΔＰ的波动信号的基于Ｈａａｒ基的小波变换结果的分析,根据不同流型能量分布的定量指标确定了流型模糊判别规则。     

螺旋管内油-水液液两相流流型

在两种不同放置位置螺旋管内进行了油 -水液液两相流流型的实验研究 ,定义了各种不同流动条件下油-水两相流的流型 ,给出了螺旋管内液液两相流的流型图 .进而讨论了各流型之间转变的机理 ,并考察了螺旋管结构尺寸及放置方式对油水两相流流型及相转变特性的影响 .     

倾斜管内两相流流型的实验研究

为了进一步了解倾斜向上管倾角对管内空气和水二相流流型转变的影响。本实验在两相流实验室进行,记录和总结实验数据,进而获得流型图。分析了空气-水形成两相流通过管长8 m,有机玻璃直径20 mm,分别将管倾斜5°,15°和25°,所得的数据采集。通过在相同管径条件下的倾斜管在不同倾斜角下流型出现的区域对比,得到管的倾斜角度对流型变化的影响。     

基于反传神经网络和压差波动识别气液两相流流型

引　言研究气液两相流流型自动与客观识别具有重要的工程应用价值 ,可为相关工业中两相流动自动监测与控制提供技术保障 .因此 ,该课题一直受学术界和工业界的重视 .近年来 ,随着测量技术和信息处理技术的发展 ,为气液两相流型的客观和智能识别提供了可能[1] .目前有关流型的神经网络模式识别的研究工作正在进行 .Ｅｍｂｒｅｃｈｓ等[2 ] 采用Ｋｏｈｏｎｅｎ神经网络模型 ,分别将压差波动信号的短时Ｆｏｕｒｉｅｒ谱和正交小波变换后的小波系数作为网络的输入特征 ,对水平管内的两相流流型进行识别 .结果发现Ｆｏｕｒｉｅｒ谱作为输入特征参…     

水基纳米流体在水平毛细管中的气液两相流流型特性

研究了在内径为1.6 mm的水平玻璃毛细管圆管内的氮气-氧化铜水基纳米流体的两相流流型分布图, 实验气体是氮气,实验液体是由去离子水、氧化铜纳米颗粒和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）组成的悬浮液。首先对氮气-去离子水在水平毛细管内的两相流流型图进行了实验研究,将实验结果与前人提出的应用于常规管的半理论半经验公式进行了比较。然后在水中添加不同比容积的SDBS和氧化铜纳米颗粒制备成纳米流体,对纳米流体在水平毛细管内气液两相流的流型图进行了研究。结果表明,使用纳米流体后,毛细管内的分层波动流区域显著增加。纳米流体对两相流流型的影响主要是由添加表面扩散剂和纳米颗粒后降低了溶液表面张力产生的。纳米流体中的纳米颗粒和表面扩散剂浓度对流型图几乎无影响。     

水平气液两相管流流型转变实验研究

综述了国内外水平气液两相流的发展状况,以及水平气液两相流型的划分方法,并通过实验对水平管的空气-水两相流进行了研究,观察了水平管内气液两相流的流动现象,划分出流型,分析了流型转变影响因素并根据实验结果绘出流型图,并与传统的试验结果进行了比较,表明有类似的特征,进而提出预测能力更强的流型转换式。     

Flow Regime Identification of Gas-liquid Two-phase Flow Based on HHT

A new method to identify flow regime in two-phase flow was presented, based on signal processing of differential pressure using Hilbert Huang transform （HHT）. Signals obtained from a Venturi meter were decomposed into different intrinsic mode functions （IMFs） with HHT, then the energy fraction of each intrinsic mode and the mean value of residual function were calculated, from which the rules of flow regime identification were summarized. Experiments were carried out on two-phase flow in the horizontal tubes with 50mm and 40mm inner diameter, while water flowrate was in the range of 1.3m^3.h^-1 to 10.5m^3.h^-1, oil flowrate was from 4.2m^3.h^-1 to 7.0m^3.h^-1 and gas flowrate from 0 to 15m^3.h^-1. The results show that the proposed rules have high precision for single phase, bubbly, and slug, plug flow regirne identification, which are independent of not only properties of two-phase fluid. In addition, the method can meet the need of industrial application because of its simple calculation.     

大输量多相混输管路气液两相流实验研究

为了研究大输量条件下多相混输管路的流动特性,以水和空气为实验介质,在长江大学多相流实验平台上进行了水平状态的高气液量两相流模拟实验研究。实验采用内径为60 mm、长9.4 m的透明有机玻璃管,并利用高速摄像仪记录实验过程中的流型。通过对实验流型进行整理,将水平管内的气液两相流流型划分为分层流、泡状流、段塞流和环状流,并与典型的Mandhane流型图进行对比分析。另外,对实验范围内的几种典型流型下的压降梯度变化规律进行了研究,泡状流区域压降梯度随气流速的增大而减小,段塞流区域压降梯度随气流速的增大而缓慢增大,环状流区域压降梯度随气流速的增加而继续增大。     

基于分相流模型的气液两相流流量测量

从伯努利方程出发,基于分相流模型,推导出气液两相流流过文丘里管的流量公式.在分析了两相流通过节流装置的实际流动情况后,作者认为气液两相滑移比是影响流量公式误差的一个重要因素.在理论与实验研究的基础上,作者提出了气液两相流流过文丘里管的滑移比经验关联式.利用作者提出的滑移比经验关联式和分相流模型的流量公式测量两相流流量,体积流量误差的均方根小于5.1%,表明该方法适用流过文丘里管的两相流流量测量,尤其对于两相流动激烈的两相相互作用区域,流量误差满足测量的要求.     

地形起伏管路气液两相段塞流模型研究

段塞流是气液两相流动中的一种常见流型,由于地形原因,管路多处于起伏状态,而目前国内外对起伏诱发的气液两相管路段塞流研究尚不成熟。针对实际气液两相管路中频繁出现的地形起伏段塞流,首先利用历史数据对现有段塞流模型的适用性进行了比较,建立了地形起伏状态下段塞流的液塞追踪修正模型,最后利用FLUENT软件进行了模拟,研究了管路起伏诱发状况对段塞流段塞分布、拐角处持液率、液塞长度和压降的影响,并将模拟压降与计算压降进行对比,结果表明建立的模型具有一定的精度,对于实际的地形起伏诱发段塞流管道的安全高效运行有一定的指导意义。     

V锥流量计用于气液两相流测量的数值模拟研究

以计算流体力学CFD为基础,对内径为50mm、等效节流比为0.75的V锥流量计的内部流场进行了数值模拟。分析了V锥流量计在测量单相和气液两相流时的内部流场,并通过引入林宗虎模型得出了V锥流量计测量气液两相流时修正系数与气液密度比等因素之间的关系。结果表明:V锥流量计在用于流量测量时,其流出系数波动不大(0.89左右);在测量气液两相流时,气相会在锥后一定范围内富集,并且压强恢复所需要的直管段长度比测量单相流时所需要的要短;将林宗虎关系式用于V锥流量计时,其修正系数随着气液密度比的增加而降低,并在气液密度比达到0.328时,修正系数的值接近于1。     

基于逐步回归方法和电容分布辨识油气两相流流型

基于12电极阵列电容传感器提供的电容测量信息,采用逐步回归方法,获得了与流型相关的电容关联式.基于最小方差预测准则,提出水平管油气两相流流型辨识方法.实验结果表明,该流型辨识方法仅通过管截面电容分布就有效地辨识了两相流流型,且具有简单、快速、不干扰流场等特点.     

基于神经网络的两相流流型识别方法研究

采集了水平管内气水两相流动的差压信号,利用概率密度函数(PDF)对差压信号特征进行了分析;定义了PDF的四个特征参数,即PDF波峰个数K1、波峰峰值K2、波峰位置K3、以及PDF的方差K4来反映流型的特征。运用四个参数构成的特征向量对径向基函数(RBF)神经网络进行训练并识别流型,结果表明,该方法具有识别速度快、准确率高的特点,从而为两相流的流型识别提供了一种有效的手段。     

采用拉格朗日法与欧拉法模拟旋风筒内气固两相流的对比研究

为了研究颗粒相对于水泥生产预分解系统中旋风筒内两相流场的影响,分别使用不考虑颗粒影响的拉格朗日单向耦合方法与考虑颗粒影响的欧拉多相流方法对6000T/D预热器C1级旋风筒进行气固两相流的数值模拟,旋风筒颗粒出口处边界条件的处理采用了灰斗出口算法,该算法将锥筒出口到颗粒出口之间的空间中气流的轴向压降定义为只受重力影响,实现挡风板的作用.模拟结果与现场数据对比表明:拉格朗日单向耦合方法与欧拉多相流方法均可以精确的捕捉到旋风筒内部流体的流动情况,压力场分布相似,欧拉多相流方法下的流场速度分布更加合理,收尘效率精确度较高.