槽式孔板低压湿气计量修正模型

槽式孔板用于湿气计量时,由于气相中夹杂少量液体,差压值会发生显著偏高(即虚高),需要建立修正模型对虚高进行修正。该文对孔径比为0.5的槽式孔板进行了以空气-水为介质的湿气实验研究,分析了虚高与Lockhart-Martinelli参数、气体富劳德数、气液密度比之间的关系,提出了一个新的槽式孔板低压湿气计量修正模型。结果表明,在表压为0.25~0.35 MPa、Lockhart-Martinelli参数为0.02~0.6、气体富劳德数为0.5~2.7的测试范围内,该修正模型能够很好地预测实际虚高,对由于液相存在而引入的气相流量误差进行修正后,气相流量相对误差在97%的置信度下小于±4%,明显优于其他槽式孔板湿气计量修正模型,可以满足生产计量的精度要求。     

V锥流量计湿气流量测量新模型

针对V锥流量计在测量湿气时产生的虚高问题,提出用V锥流量计的两相流量系数来进行修正。采用节流比为0.75的V锥,在压力为0.10～0.22MPa、气相流量为100～300m3.h-1、液相流量为0～0.08m3.h-1的实验条件下,研究了Lockhart-Martinelli(L-M)参数、压力及气体密度弗鲁德数对V锥两相流量系数的影响。结果表明,两相流量系数与L-M参数呈良好的线性关系,线性斜率受气体密度弗鲁德数和压力的影响。获得了两相流量系数与L-M参数、气体密度弗鲁德数和压力的拟合关联式,并建立了基于两相流量系数的湿气测量模型。在95%的置信水平下,新模型的气相流量测量相对误差小于±5%。     

应用强制环状流的湿气双参数测量方法

针对湿气中液相含量测量困难以及湿气流型对测量精度影响较大的问题,首先设计了一种由旋流器和文丘里管喷嘴组成的湿气双参数测量装置。该装置利用旋流器将湿气调整成强制环状流,引入了用强制环状流状态下文丘里管喷嘴节流压差与离心压差之比表示的无量纲数M,分别确定了湿气虚高和液气质量流量比与M和气相弗劳德数Frg之间的关系,进而建立了湿气双参数测量模型。通过数值模拟对测量装置内的流场特性进行了分析,并搭建室内实验平台对建立的湿气测量模型进行了验证。实验结果表明:在气相弗劳德数为0.7～1.5以及Lockhart-Martinelli数为0～0.2的范围内,湿气气相流量测量误差在±3%以内,液相测量误差在±10%以内。该测量方法将为工业生产中湿气的实时测量提供一种新的思路,具有一定的工程意义。     

基于长喉径文丘里管的双差压湿气流量测量

为实现湿气气液两相流量的在线非分离测量,提出一种基于长喉径单文丘里管的双差压湿气流量测量方法．通过理论分析和实验研究,揭示了湿气液气质量比和气相流速与长喉径文丘里管收缩段差压、扩张段差压之间存在一定的内在变化规律及物理本质．为有效提高测量精度,针对传统虚高模型的缺陷,提出了虚高模型的优化原则．建立了基于单文丘里管的气液两相测量模型,并通过迭代运算实现了气液两相流量的分相测量,对于压力P为0．10—0．16MPa,气相弗劳德数0．4～0．7,液气质量比0～1范围内,气相流量测量的相对误差优于±3％,液相流量测量的满度误差小于±10％．     

基于文丘里管和射线技术的高压湿气虚高修正

为了修正仅用单一节流件测量湿气时因液相存在而导致测量结果虚高的问题,利用水平文丘里管结合伽马射线技术开展了理论分析和实验研究。实验系统管道直径254mm,实验工质气相为氮气,液相为煤油。水平安装的文丘里管入口内径为172mm,直径比为0.58,以喉部设置的伽马射线测量装置测量截面含气率。考虑干度和气液滑速比的影响,基于实验数据进行非线性拟合,提出了新的虚高修正计算模型,并将新模型计算结果同Murdock和Chisholm虚高修正模型进行了对比分析,结果表明:Murdock和Chisholm模型仅能在Lockhart-Martinelli参数位于0.001～0.1的范围内时,与虚高具有高精度线性关系,而新模型能够在Lockhart-Martinelli参数位于0.001～0.275的范围内时,始终与虚高具有高精度线性关系。新模型所需参数均可现场实时测量,具有计算简便、适用范围更宽的特点。     

气液混合物通过孔板的修正能量流动模型及其在双参数流量测量中的应用

根据能量方程能确切地反映气液双相流动中的不可逆损失这一特点,在劳伦兹能量模型的基础上,本文提出了新的截面含气率的计算方法,从而得到了修正分相能量模型,并以此作为处理数据的依据。作者用三块不同截面比的安装在管径为50.8mm的管道上的锐缘孔板,分别与口径为100mm的椭圆齿轮流量计组合进行了试验,试验结果表明,利用此模型处理数据时,不必考虑孔板截面比的影响,也不必考虑被测介质干度范围的影响。在本试验的范围中,(0.00111相似文献   

新型气液两相流量计设计与试验

采用双节流元件组合的方式,建立了基于Murdock系数的流量测量的数学模型,在此基础上研制开发了一种新型的基于双槽式孔板节流元件的流量计,并用流量计样机对空气和水组成的两相流进行了测试试验.结果表明,气相流量测量的相对误差绝对值平均在10%以内,液相流量测量的相对误差平均在30%以内,验证了该流量计可以在一定范围内对气液两相流进行在线计量.     

文丘里高压湿气测量虚高特性数值模拟

给出一种高压条件下文丘里湿气虚高的预测方法．该方法基于计算流体动力学离散相模型,对标准文丘里（直径比为0．55,口径15．24cm）虚高特性进行数值模拟．仿真流体介质为氮气和煤油,工作压力为2MPa、4MPa和6MPa,气相流量为400m3／h、600m3／11、800m3／h和1000m。／h,液相流量范围在0～65．11m2／h之间．数值模拟实验虚高预测结果与英国国家工程实验室高压实流实验数据进行比较,虚高预测值的最大相对误差为5．14％,平均相对误差小于2．8％．同时,将TJU-CFD仿真模型与Steven等7个经典模型的气相流量预测能力进行了比较,在3个压力下．仿真模型依次排序为第2、第4及第3位,最大相对误差小于7．5％,平均误差为2．5％．     

在城镇燃气计量中内锥流量计与几种常用流量计的性能比对

<正>1概况及内锥流量计简介1.1概况比对测试项目为:(1)准确性(2)流量比(始动流量)(3)压力损失(4)阻流件影响等四项。分析比对项目为:城镇燃气计量中流量计的选用。测试流量以孔板为参照标准。事先对孔板环室节流装置进行了实流标定,不准确度为0.5%。其二次仪表,压力、差压的采集采用日本EJA系列变送器,温度的采集采用A级PT100铂电阻。数据采集采用了配置天然气孔板流量测量最新标准版本软件的工控机系统。参加比对试验的流量计为国内厂家生产的天然气计量常用的涡轮流量计、旋进旋涡流量计、罗茨流量计。1.2内锥流量计简介     

SWP-L628-T天然气、凝析液两相流量计的分析与研究

为实现天然气集输过程的气液气液两相在线计量,通过对两相流孔板差压噪声的深入研究,建立了测量气液两相流质量流量和干度的理论模型。在此基础上,采用8089单片机研制的＂气液两相流双参数测量仪＂,只需用一块标准锐边孔板,配以合适的差压变送器和压力变送器,即可实现气液两相流质量流量和干度的双参数测量,其相对均方偏差分别为±9.0%和±6.5%。     

气液两相流多喷嘴分流取样计量研究

提出一种具有4个分流喷嘴的新型取样器结构,根据分流比和取样流体气、液流量确定主管路气液相流量。为保证取样流体的代表性,采用"流型调整"与"阻力控制"两种方法抑制相分离的发生。建立气液两相流数值模型,模拟气液两相流在取样器中的流动特性。在气液两相流试验环道上开展试验测试,流型包括波浪流、段塞流及环状流。结果表明:在试验范围内气、液相分流系数接近理论值0.25,其主要取决于分流喷嘴的数目,不受流型、气液流速等参数波动的影响,流量测量误差小于±6.0%。该取样计量装置具有体积小、精度高、维护费用低的优点,可代替传统计量分离器,实现气液流量的实时测量。     

单支管中气固两相流质量流量测量的新方法

提出了一种采用电容传感器与文丘里管相结合测量单支管中气固两相流质量流量的新方法·通过电容传感器对固相浓度的测量,可以求出气固两相流的固气比,结合文丘里管上的差压信号,可以计算出相应气体单独流经文丘里管时所产生的差压,由此可以求得气体的质量流量,进而得出固相的质量流量·实测结果显示,测量误差小于３３％·此方法不直接测量管道中气体的质量流量,而是通过测量浓度和差压信号来求得气固两相的流量值·此方法特别适用于不能直接测量气体流量的场合支管流量的测量·     

地面集输系统油气水多相取样计量技术研究

传统的油气计量分离器存在体积大、精度低等缺点,已很难适应当前高含水期生产需要.提出了通过管壁取样测量油气水三相流流量的新方法.管壁四周均匀布置4个直径为2.5 mm的圆形取样孔,并在上游采用旋流叶片将来流整改成液膜厚度均匀分布的环状流型,以增强取样的代表性.在管径为0.04 m的多相流实验环道上开展了实验研究,结果表明:在实验范围内,取样比基本不受主管气、液相流量波动的影响,能够在宽广的流动范围内维持恒定,液相分流系数稳定值为0.05,液相流量平均误差为2.8%,气相流量平均误差为4.2%.该装置特点是体积小、成本低、计量稳定.其成功应用有望撤销计量站,实现集输工艺流程的简化优化,降低油田高含水期运行成本.     

降雨和坡度对坡面流水动力学参数的影响

坡面流是土壤侵蚀和泥沙输移的动力,其水力学参数是构建侵蚀物理模型的基础.本文通过上方来水和模拟降雨试验,探讨了降雨和坡度（2.6%—25.9%）对坡面流水力学特性的影响.结果表明,坡面流速随坡度的增大而增大,而水深与坡度呈反势.总体上坡面水流呈条带状或斑点状分布,降雨具有增大陡坡表层流速效应,且平均流速与表层流速之比主要在0.4—0.7之间.一般地,坡面流有滚波产生,滚波数随坡度的增大而增加,而波高和波长在坡度为5.2%时达峰值,尔后呈减小趋势.降雨可触发更多滚波产生,但对波形影响不显著.随着坡度的增大,水流弗劳德数和阻力系数分别呈增大和减小趋势,且降雨对它们均无显著影响.在试验条件下,弗劳德数与水流阻力关系较雷诺数更为密切,这可能说明弗劳德数对坡面流阻力具有重要意义.     

基于管壁取样的气液两相流量测量

为克服传统取样式多相流量测量方法取样口易堵塞的缺点,提出了通过管壁取样测量气液两相流体流量的新方法.管壁四周均匀布置4个直径为2.5 mm的取样孔,并在上游采用旋流叶片将来流整改成液膜厚度均匀分布的环状流型,从而增强了取样的代表性.分析表明,取样流体中的液相质量流量与主流体液相质量流量的比值主要取决于取样孔的数目和大小,而取样流体中的气相质量流量与主流体气相质量流量的比值则与主管路液相流量有关.在管径为0.04 m的气液两相流实验回路进行的实验表明,在实验范围内液相取样比为0.049,基本不受主管气液相流量波动的影响,能够在宽广的流动范围内维持恒定.液相流量最大测量误差为6.8%,气相流量最大测量误差为8.9%.     

掺氢天然气管路结构对超声波流量计适应性计算流体力学仿真研究

氢气是实现降低温室气体排放的潜在能源载体。氢气输送是阻碍氢能大规模应用的薄弱环节。而掺氢天然气管路是实现氢气大规模、长距离、低成本输送的高效途径。但氢气掺入天然气会导致流速,压力等参数发生变化,影响超声波流量计的性能。因此,研究氢气和天然气的掺混过程及超声波流量计的适应性是很有必要的。本文构建T型管、单螺旋管、单螺旋+前收缩管掺混管路的三维模型,使用CFD方法分析管路结构和掺氢比对流场氢气浓度和混合气体速度分布规律的影响。通过比较,5%掺氢体积比时C型掺混管路为最佳模型,掺混均匀时的氢气摩尔分数约为4.92%;并分析超声波流量计的适应性,进而推荐具体安装位置。此研究内容为超声波流量计在掺氢天然气精确计量方面提供了参考。     

断块型深层低渗油藏天然气驱最小混相压力及相态特征

本文以大港油田深层低渗油藏X断块为研究对象,采用细管实验和PVT测试仪器,测定了大港油田X断块地层原油和Y气藏天然气的最小混相压力,地层原油的基本物性参数,以及注入天然气对原油高压物性参数的影响。实验结果表明：大港油田X断块地层原油属于轻质原油,能够与Y气藏天然气实现混相,且最小混相压力为45 MPa,低于地层压力(49.8 MPa)和国内常用高压天然气压缩机的压力等级(50 MPa),因此,在X断块实施天然气混相驱具有理论可行性;地层原油的气油比、泡点压力、体积系数、压缩性、气体平均溶解系数均较高,多次接触实验结果表明,注入天然气与原油在最小混相压力条件下能够实现多次接触混相。为了实现大港油田深层低渗油藏X断块的高效开发,建议在X断块实施天然气混相驱。     

高含硫湿气集输系统增压临界条件模拟

建立了高含硫湿气田增压集输模式的数值模型.采用热-力耦合计算方法,模拟分析了总站压力对段塞流风险、管段流速和管输能力的影响.研究结果表明:增压集输模式模型的可靠性误差均维持在9%以内;当气井配产不变时,总站压力越低,管道持液率越小.在后期开采中,管网运行压力的降低有利于避免段塞流的形成;当总站压力为5.0 MPa时,1^#、3^#、4^#均有部分管段流速过高,超过设计要求,需对相应管段进行增压集输,达到安全值;当集输管网满足90亿方/年的输送能力时,则总站运行压力不能低于6.9 MPa;确定了高含硫湿气集输系统增压运行的临界条件为不低于7.0 MPa.