锥形镀膜光纤探针近场分布特性

采用三维时域有限差分法对锥形镀膜光纤探针的近场分布特性进行了研究，结果表明入射光照射到探针上出现了退极化现象，光纤探针的近场分布不具有圆周对称性，探针的纵向截面中，与入射偏振光垂直的截面和与入射偏振光平行的截面两者的近场分布差异较大．在其它光纤探针参量相同的情况下对不同锥角的光纤探针进行了计算和比较，结果表明锥角越大从探针尖端出射的光强越大，从光波波导的角度对这种现象进行了分析。     

油气水三相流产出剖面光纤持气率计的设计与理论研究

采用手工研磨的方法制作双纤锥形结构光纤探头,通过硬件电路实现用于油气水三相流持气率测量的光纤探针传感器的设计。室内实验结果表明,双纤结构的光纤探针持气率计具有光路简单、易于检测、稳定性好等优点。     

四头电导探针在气液两相流动局部参数测量中的实验研究

通过对四头电导探针测量原理和前提条件进行分析,结合新的界面浓度测量原理,解决了多维两相界面浓度测量中因气泡逃逸和后退界面造成的误差,并利用本实验室自制的四头电导探针对竖直上升管内泡状流局部界面浓度进行了测量。在此基础上,利用高速摄影系统得到了的典型泡状流和气泡穿越多头探针时的清晰图像。通过图像分析得到了界面浓度,并与多头电导探针实测的界面浓度进行了分析对比。在本文的实验条件下,自制的四头电导探针界面浓度实际测量结果与高速摄影系统得到的结果能够较好地吻合。     

垂直管内油—气—水三相弹状流流动特性的研究

采用高速动态分析系统和光纤含气率测量仪,研究了垂直上升管内油－气－水三相弹状流流动特征的规律．实验表明,短时域内平均截面含气率是判断三相流流型的有效方法．通过改变三相流系统中的体积含水率,研究了它对液弹内平均截面含气率的影响;最后,用高速动态分析仪可视化测定了各个工况下的平均液弹长度．     

气液两相流中液相局部速度测量实验

针对气液两相流中液相局部速度测量的问题,设计了一种电导探针和与其相配合的电导检测仪表,并将示踪物质的注入装置和探针合为一体,在气水泡状流流型中进行冷态实验,利用互相关技术对实验数据进行处理,获得液相速度,并进行了实验结果和误差分析。结果表明,通过一定的数据处理技术,此测量系统可以得到满意的测量结果。此外,由于电导探针能够适应多工况的变化,而且可以进行多点测量,因此可用于各种实验并具有广泛的应用前景。     

应用于流化床的电容探针测量系统

对应用于气固两相流局部颗粒浓度分布的电容探针测量系统进行研究,分析了探针型电容传感器工作原理,并根据国内外电容探针测量模型的发展现状,提出了一种新型电容探针测量系统,利用其完成对流化床内局部颗粒浓度分布的测量.通过作为信号获取部分的运算式调幅电路,将测量信号通过USB接口与基于虚拟仪器的数据处理部分相结合,并对该测量系统在稠相气固流动系统中进行了标定.各项实验数据表明,该系统符合设计要求,具有良好的精度和稳定性,并已成功应用于实际测量中.     

用电导法进行气—液—固三相流化床各相局部含率的测定

相含率是三相流化床重要的设计参数。在床内不同位置,含率值是不同的。为了深入弄清三相流化床各相的流动特性,需要知道各相的局部含率。为了测定三相系统各相的含率,技术上是有困难的。至今在个别文献中,仅采用组合探头法测定三相系统的相含率,这是比较复杂的。本文开发了一个单一电导微元探头,可以同时测出三相流化床各相的局部含率。结果表明,用本文开发的这种探头与用通常的方法测出的含率,数值是接近的。文中给出了探头结构及测量方法。     

测量松散颗粒物料局部湿含量的电容探针

本文利用水的介电常数远大于一般介质介电常数的特点，发展了一种测量松散颗粒物料局部湿含量的电容探针。由于采用误差补偿电路和针型传感器探头，并在结构上采用了减小损耗的措施，提高了探针的灵敏度、稳定性和空间分辨率，可以用于松散颗粒物料局部湿含量的测量。     

基于神经网络的水平管三相分层流相分率测量

将采用伽马射线测量的高能计数和低能计数作为输入参数,截面含水率和含气率作为输出参数,构建了预测水平管油气水三相分层流相分率的径向基函数神经网络.通过设计的相分率标定装置获得了神经网络的学习样本.在一内径为80mm的大型油气水三相流实验环道上进行了预测效果检验实验,结果表明,神经网络预测值与实测值非常吻合,含气率预测最大误差为3 6%,含水率最大误差为2 5%,有效地克服了传统双能伽马密度仪对流型敏感,不适于分离流动测量的问题.     

垂直管不同黏度下油气水三相流压降规律研究

为研究垂直管不同粘度油气水三相流压降变化规律以及建立新的三相流压降预测计算方法,依托于中石油气举试验基地多相流试验室,对垂直上升管道中不同粘度油相下的油气水三相流动进行模拟。在固定油水比条件下,通过调整不同油相粘度、气液比、气液流量等参数进行油气水三相流试验,研究油相粘度对油气水三相管流压降变化影响规律。利用CFD软件参考试验工况模拟油气水三相流动,确定在不同粘度条件下气液两相分布情况,通过CFD软件模拟确定油水两相在充分混合后可视为单一非牛顿流体混合相。基于CFD模型结果,将三相流看作油水混合相与气相的两相流动,考虑粘度对摩阻系数的影响,根据非牛顿流体剪切特性建立了新的摩阻系数计算方法,基于M-B模型重新建立了新的压力计算方法。对比试验数据与计算结果,发现压降计算模型误差范围在15%内,满足工程实际需求,说明压降模型具有实用性。     

吸入式气浮净化机脱油浮选动力学研究

在实验室模拟装置上对吸入式气浮净化机的脱油浮选动力学进行了研究,考察了转子转速、气量、油滴粒径等影响因素。研究结果表明,吸入式气浮净化机的脱油浮选动力学可用动力学方程式描述,浮选速率常数随油滴粒径、气量的增加而增大,极限油浓度与油水的性质、油滴粒径、转子转速、气量、温度等因素有关。     

油水气三相流的流型及泡状流向弹状流的转变

油水气多相混输是海上油气田开发中赖以取得重大经济效益的技术,其流动特性的准确计算是管线设计及安全、经济运行的重要依据.首先,通过实验确定出了油水两相混合物由油包水(W/O)向水包油型(O/W)的转变发生在含水率约为0.45时.垂直下降管内油水气三相流的流型基本上可以划分为油包水和水包油型的泡状流、弹状流及环状流.通过对垂直下降管内气泡碰撞、合并机理的分析建立了油水气三相流动过程中泡状流与弹状流间的转变界限的计算式,该转变发生的临界截面含气率约为0.35,计算结果与实验值的平均误差为11%.泡状流向弹状流的转变主要取决于折算气速和折算液速的大小,含水率对转变界限的影响较弱.     

转子转速对吸入式气浮净化机浮选动力学的影响

在实验室装置上考察了转子转速对吸入式气浮净化机除油浮选动力学的影响．研究结果表明，转子转速对浮选速率常数有明显影响，不同转速范围其影响效果不同．给出了不同转速范围内浮选速率常数与转子转速、油滴平均粒径、气量的关联式     

产气井内气液两相流流量测量方法

针对大庆油田气井内广泛存在的气液两相流流量测量问题,提出了伞集流式涡轮流量计与电导传感器组合的气液两相流流量测量方法,并采集了104组不同流动工况下气液两相流的涡轮和电导波动信号．采用从电导波动信号中提取的吸引子形态特征量对伞集流后测量通道内的气液两相流流型进行辨识,取得了较好的流型分类效果．在总流量为0．1～2．5m^3／h、含水率为0．04～0．97范围内,基于气液两相流涡轮波动信号建立了总流量测量模型,预测总流量绝对平均相对误差为7．9％．从电导传感器测取的波动信号提取了与相含率有关的时频域特征量,通过支持向量机软测量模型实现了含水率预测,预测含水率绝对平均误差为0．038．研究结果表明,采用伞集流涡轮流量计与电导传感器组合可以较好地测量气液两相流流量和相含率．     

稠油O/W乳状液中多重乳滴对稳定性的影响

对胜利油田新滩区块稠油乳化降粘研究结果表明：稠油在乳化降粘配制O/W乳状液时,会形成部分W/O/W多重乳滴,这种多重乳滴的多少和性质与配制O/W乳状液的方法有关。当用纯稠油与活性水配制时,形成的多重乳滴少,其主要是中间油相与外水相油水界面膜的破坏。它的破坏对整个乳状液稳定性影响小。而利用高内相W/O乳状液用转相法配制O/W乳状液时,会形成较多的W/O/W多重乳滴。这种乳滴的破坏对乳状液稳定性有很大影响。     

依据流型修正两相流组分含率的方法

两相流参数测量中,电容式组分含率传感器,受流型影响很大·仿真实验表明,该种传感器在测量管道气／油两相流截面含油率时,其误差高达１５％以上·流动成象可重建被测两相流体分布情况的图象,采用此处所述的依据流型修正浓度的方法,修正后的含油率误差降至５％以下·分析流型对测量的影响,导出了一个修正公式,并通过典型流型验证该修正方法的正确可行性·此修正方法同样适合其它气／液及液／液两相流·     

水平管内气液相相泡状流进口段的实验研究

在水、空气实验回路上对水平管内气液两相泡状流的壁面切应力进口段进行了实验研究,通过测量实验段入口段的压强梯度沿管长的变化来确定进口段的长度,在实验中,分别使用了轴向进气（A型）和径向进气（B型）2种混合器,通过以实验数据的综合分析,给出了预测进口的关联式,实验及计算表明,在实验参数范围内,控制单相水和两相泡状流壁面切应力进口段的主要机理是相同的;进口段长度随流流雷诺数的增大而增大,随截面含气率的增加而增大;实验值和估算值的偏差在10．8％以内。     

水平圆管内油气水三相流摩擦阻力的模型与结构关系式

以双流体分相模型为基础,对水平放置圆管内油气流及油气水三相流摩擦阻力压降的特性的数理模型开展了系统的理论分析有关建立了各种流型的摩擦阻力压降关联式,揭示了摩擦阻力压降的变化规律。     

水平圆管内油气水三相流摩擦阻力特性的实验研究

给出了水平放置的圆管内气水、油气两相流及油气水三相流动摩擦阻力夺降特性的实验结果。应用理论研究中推导出的各种流型下的摩擦坟降关联式进行了计算,并与实验数据进行了比较,提示了摩擦阻力压降随折算气速、折算液速、油水混合液中的含水率以及管子直径的变化规律。