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·     

稀土氯化物喷雾热解装置雾化效果的物理模拟

稀土氯化物雾化热解是稀土氧化物制备新工艺,但目前喷雾热解装备雾化效果差,雾化后液滴粒径分布不均匀.本文自行设计了文丘里管喷雾热解反应器,将粒子图像测速技术与MATLAB图像处理技术相结合,研究了气体流量、文丘里管和引流管几何尺寸等因素对雾化效果的影响.结果表明:文丘里管扩散段中较强的回流作用会加剧气液相间的混合碰撞,进一步破碎液滴;而过多的液相携带量容易导致雾滴密度变大,增大了液滴在运动过程中的碰撞几率,致使雾滴尺寸变大.文丘里管反应器适宜的几何尺寸和操作条件为:内径100mm,喉口内径10mm,引流管内径5mm,气相流量20.5m³/h.     

文丘里计测量气—固两相流测量的实验和数值计算

给出可用文丘里计测量气-固两相流流量的实验和数值计算的结果,发现了进口与喉口以及喉口与扩张段之间的压差灵敏度是确定载荷比和气体流量的主要参数,压降可被守恒变量和源项模型预测,并与实验值相吻合,文丘里计有可能作为测量气-固混合物在一相流量的一种手段,     

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。     

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。     

差压浓度法测量气/固两相流质量流量

提出了一种通过使用文丘里管和电容传感器测量气／ 固两相混合物的差压和固相浓度来推导固相速度和质量流量的新方法,分别建立了均相流模型和分相流模型,使文丘里管既适用于稀相,也适用于浓相流动情况,扩大了其适用范围·不需测量气体单独流经文丘里管时产生的差压,适于工业上在线实时应用·     

差压 浓度法测量气/固两相流质量流量

提出了一种通过使用文丘里管和电容传感器测量气／固两相混合物的差压和固相浓度来推导固相速度和质量流量的新方法,分别建立了均相流模型和分相流模型,使文丘里管既适用于稀相,也适用于浓相流动情况,扩大了其适用范围·不需测量气体单独流经文丘里管时产生的差压,适于工业上在线实时应用·     

基于科氏流量计和PSO-SVM的气液两相流测量研究

科氏质量流量计测量单相流具有很高的精度,但在气液两相流工况下,科氏流量计测量性能下降,质量流量测量误差急剧增加．为减小测量误差和量化气体体积分数,本文对液相质量流量测量量程0～1 000 kg/h的科氏流量计,结合差压变送器,进行了含气率0～30%的气液两相流实验,并设计了基于粒子群优化算法-支持向量机(PSO-SVM)数据驱动的质量流量修正和含气率预测模型．PSO算法提高了模型构建的速度与预测精度．其中,差压可提供流动形态、相含率等信息,是模型的重要输入变量,包含该变量构建的模型对质量流量修正的相对误差为±1.5%,预测含气率的绝对误差为±3%．由于差压变量需外接差压变送器获取,存在安装不便、空间受限的问题．为实现一体化测量,利用科氏流量计自身动态信号来替代差压变量,并保证模型精度在可接受范围内．结合实验数据分析,设计了另外一种去除差压变量、输入变量完全基于科氏流量计自身信号的两相流测量模型．采用质量流量测量值方差替代差压,修正质量流量,对含气率预测设计了两级SVM模型,将质量流量修正的绝对偏差作为含气率预测模型的输入,以替代差压．结果显示,该模型对质量流量修正后的相对误差为±2%,...     

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。     

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%。     

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％．     

基于神经网络的槽式孔板湿气计量修正模型

以空气水为介质对槽式孔板进行了湿气计量特性试验研究,提出了一种新的基于神经网络的槽式孔板湿气计量修正模型.模型以Lockhart-Martinelli参数X、气体弗劳德准数Fr_g、密度比R_d、孔径比β四个无量纲参数作为模型的输入,"虚高"OR作为输出.结果表明,在表压为0.25～0.35MPa,X为0.02～0.6,Fr_g为0.5～2.7,β为0.5～0.75的测试范围内,模型能够很好地预测实际"虚高",用新修正模型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95%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.     

用于管道煤粉流量测量的文丘里管型设计及优化

为准确测量电站管道煤粉流量,设计了一种基于文丘里法的煤粉流量计。首先采用气固两相流数值模拟的方法,研究不同管型参数对文丘里法测量管道煤粉流量的影响,发现管型参数是影响稀相气固两相流测量结果的关键因素,并由此提出了文丘里管型设计的优化原则。然后从提高测量精度和保证测量稳定性两方面出发,对文丘里流量计进行了设计优化,获得了3种文丘里管的管型参数,可为管道煤粉流量测量的试验研究提供参考。     

用于管道煤粉流量测量的文丘里管型设计及优化

为准确测量电站管道煤粉流量,设计了一种基于文丘里(V en turi)法的煤粉流量计。首先采用气固两相流数值模拟的方法,研究不同管型参数对文丘里法测量管道煤粉流量的影响,发现管型参数是影响稀相气固两相流测量结果的关键因素,并由此提出了文丘里管型设计的优化原则。然后从提高测量精度和保证测量稳定性2方面出发,对文丘里流量计进行了设计优化,获得了3种文丘里管的管型参数,可为管道煤粉流量测量的试验研究提供参考。     

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。     

可调压中压湿气实验装置的研制

为了更好地模拟湿气两相流体的流动状态,开展基于不同湿气流量测量原理和方法的实验室研究,天津大学流量实验室设计和建造了可调压中压湿气实验装置.该装置设计压力为4,MPa,采用标准表法双闭环式设计,包含独立气体循环管路、独立液体循环管路和实验用混合管路.实验所用介质为空气和水,最高工作压力1.6,MPa,可实现气相流量范围3~1,000,m3/h,液相流量范围0.05~8.00,m3/h.本研究包括该装置结构设计、压损计算、关键设备选型、装置电气控制系统设计和调试等,并通过对系统不确定度分析,得到该可调压中压湿气装置气相测量不确定度为1.00%,液相测量不确定度为0.35%.