近红外光在弹状流中的传播特性

弹状流是多相流中常见的流型,流动参数相含率的准确测量是分析流动状态、求取混合物平均密度的前提,对石油、化 工等领域意义重大。 首先根据菲涅耳定律及麦克斯韦方程理论,推导出管道圆弧上近红外光的能量分布特性。 设计了一种单 发多收的近红外传感器,研究近红外光在弹状流中的传播特性,通过实验证明了管道圆周各个探头接收到的电压值与探头安装 角度成余弦关系。 根据朗伯-比尔定律推导了近红外光探测器接收到的电压值、近红外光探测器安装角度与相含率之间的关 系,建立了弹状流相含率测量模型。 实验在内径为 50 mm 的水平透明管道内进行,气体流量在 0. 5 m 3 / h 和 2 m 3 / h 之间,液相 流量在 5 m 3 / h 和 9 m 3 / h 之间。 研究结果表明:相含率的预测模型的相对误差在±7% 之间。     

基于激光诱导荧光成像技术的截面含气率检测研究

截面含气率作为气液两相流动过程中的基本参数之一,对石油管道的开采、输运,核反应堆冷却塔的设计等过程具有重要意义。本文提出了基于激光诱导成像技术和高速摄录系统的截面含气率直接检测方法,有效的避免管道曲率和介质折射率导致的光学畸变。在河北大学多相流循环装置进行实验,测量了18个流量点,液相流量测量范围10～35 L/min,气相流量测量范围2.0～3.0 L/min。运用计量比对的思想,对两种检测技术获得的截面含气率值求取偏差并进行修正,最大偏差仅为0.014 59。结果表明两种方法得到的截面含气率值具有较好的一致性,证明本文提出的荧光成像技术对气液两相分层流截面含气率的检测是有效的。