摘(zhāi)要：針對(dui)高含氣(qì)率條件(jiàn)下V 錐流(liu)量計 内(nèi)氣液相(xiàng)分布及(jí)對V錐下(xia)遊壓力(li)恢複影(ying)響進行(hang)了實驗(yàn)🧡研究，考(kǎo)查了不(bú)同流型(xing)的來流(liu)以及節(jiē)流比對(duì)氣液相(xiang)分🚶布的(de)♊影響，獲(huò)得了不(bu)同節流(liú)比V錐流(liú)量計的(de)壓力恢(huī)複長度(dù)。研究表(biǎo)明：氣液(yè)兩相流(liu)流經V錐(zhuī)後，其流(liú)動狀态(tai)可能發(fa)🔴生轉變(bian)，節流比(bǐ)越小，來(lai)流的變(bian)👅化越明(míng)顯；流态(tài)的變化(hua)直🈲接影(yǐng)響V錐流(liú)量計内(nei)的壓💘力(lì)分布，氣(qì)液兩相(xiang)流條件(jian)下V錐✔️流(liú)量計所(suo)需的👅壓(yā)力恢複(fú)長度與(yu)單相流(liu)體相比(bǐ)較短。對(dui)于節流(liú)比爲0.45的(de)V錐流量(liàng)計，高含(han)氣率條(tiao)件下，下(xia)遊壓力(li)⛱️在6D（D爲管(guǎn)道内徑(jìng)）處可以(yi)恢複，部(bù)分工況(kuàng)下，壓力(li)在下遊(yóu)3D處也可(ke)恢🏃‍♀️複，而(er)節流比(bǐ)爲0.55、0.65和0.75的(de)V錐流量(liàng)計，壓力(lì)在下🌐遊(yóu)3D即可恢(hui)🏃‍♀️複。研究(jiu)結果可(kě)爲開發(fā)基于單(dan)V錐節流(liú)元件的(de)氣液兩(liǎng)相流量(liang)在線測(cè)量方法(fǎ)提供理(lǐ)論指導(dao)。
　　高含氣(qì)率氣液(ye)兩相流(liú)（體積含(hán)氣率φ超(chao)過95%）廣泛(fan)存在🤩于(yú)石油、核(he)🔱能、化工(gōng)、動力等(děng)工業過(guo)程中，其(qí)流量在(zài)線測量(liang)一直❄️是(shi)多☂️相流(liú)領域的(de)熱點和(he)難點問(wen)題。例如(rú)💛，在天然(ran)👨‍❤️‍👨氣開采(cai)過程中(zhong)，氣井出(chū)口産氣(qì)往往爲(wei)攜帶少(shǎo)量液相(xiàng)🔴的天然(ran)氣，屬于(yu)典型的(de)高含氣(qì)💃率氣液(yè)兩🈲相流(liu)。以我國(guó)陸上最(zuì)大的整(zhěng)裝氣田(tian)蘇裏格(ge)氣田爲(wèi)例，其采(cǎi)用了井(jing)間串接(jie)工藝生(shēng)産模式(shì)，這種生(shēng)🈲産模式(shì)由于國(guó)内外均(jun1)沒有在(zài)線測量(liàng)氣🍉液流(liú)量的低(di)成本㊙️技(jì)術，難以(yi)獲得單(dan)井生産(chan)數據，嚴(yán)重🌈影響(xiǎng)到了對(dui)氣藏出(chū)水的準(zhun)确預測(ce)、配産的(de)科學管(guǎn)理、增産(chǎn)措施⭕的(de)科學設(shè)計等[1-2]。
　　當(dang)前，采用(yòng)最多的(de)高含氣(qi)率氣液(yè)流量在(zài)線測量(liang)方法爲(wèi)“組合法(fa)”，即通過(guò)兩個或(huò)多個單(dān)相流量(liàng)計（傳感(gǎn)器）串聯(lian)起來，通(tōng)過求💯解(jiě)單相流(liu)量計對(dui)應的測(ce)量方程(cheng)得到氣(qi)液兩相(xiang)的流量(liàng)。其中🐉，采(cai)用最多(duō)的是 差(chà)壓流量(liang)計 （ 孔闆(pan)流量計(ji) 、文丘裏(li)管、V錐流(liu)量計等(děng)）和其他(ta)傳感器(qì)（包括速(sù)度式、容(róng)積式、質(zhì)🏃‍♂️量式、伽(ga)馬射線(xiàn)、微波以(yǐ)及紅外(wài)光譜傳(chuán)感🔴器等(deng)）的組合(hé)型式[3]。自(zi)20世紀50年(nián)代起，人(rén)們就開(kai)始探索(suo)氣液兩(liǎng)♊相流在(zài)線測量(liang)⭐技術，到(dao)20世紀90年(nian)代，其商(shāng)業應用(yòng)開始興(xing)起，許多(duō)研究機(jī)構和㊙️公(gōng)司相繼(jì)推出了(le)一系列(lie)的氣液(yè)在線測(ce)量流量(liàng)計此外(wài)，這🐇些裝(zhuāng)置所用(yong)測量模(mo)型對工(gōng)況變化(huà)的适應(ying)性不強(qiang)，多需要(yào)✌️進行現(xian)場标定(ding)，并且其(qi)價格高(gāo)昂不适(shì)于👣氣井(jǐng)單井計(jì)量等對(dui)成本要(yao)求較苛(kē)刻場合(he)。因此，迫(pò)切🚶‍♀️需要(yào)開發出(chu)🌏成本低(di)廉、準确(que)可靠的(de)氣液流(liú)💋量在線(xiàn)測量技(jì)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻術和方(fāng)法。
　　作爲(wèi)一種新(xīn)型的差(chà)壓式流(liu)量計，V錐(zhui)流量計(jì)因其具(jù)有信🏃🏻‍♂️号(hao)穩定、壓(yā)損低、量(liàng)程比寬(kuān)、所需直(zhí)管段短(duǎn)等優點(dian)[12-15]，近🌂年來(lai)在多相(xiang)流測量(liang)領域受(shou)到了越(yuè)來越多(duo)的關注(zhù)。deLeeuw發現，差(chà)壓流量(liang)計測量(liàng)氣液兩(liang)相流時(shi)，其壓力(lì)損失能(néng)夠👣反映(ying)氣液流(liu)量、相含(han)率、氣液(ye)密度比(bǐ)等參數(shu)的變化(hua)，可用進(jìn)行氣液(yè)🔴流量在(zài)線測量(liang)[16]。根據Steven的(de)研究結(jié)果[17]，He等采(cǎi)用節流(liú)比爲0.55的(de)V錐流量(liàng)計，結合(hé)V錐🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流量(liang)計壓力(li)損失特(tè)性，建立(li)了👣基于(yu)單V錐節(jie)流裝置(zhi)的氣液(yè)兩相流(liú)在線測(cè)量方法(fǎ)[14]。确定V錐(zhui)下遊壓(yā)力恢複(fú)位置，是(shì)準确獲(huò)得壓力(lì)損失的(de)前♉提，但(dan)是目前(qián)尚缺乏(fa)🐉針對V錐(zhui)流量計(ji)下遊壓(yā)力恢複(fú)特性的(de)系統研(yan)究。值得(dé)注意的(de)是，He等在(zai)計算壓(yā)力損失(shi)時，認爲(wei)壓力在(zai)V錐下遊(you)3倍管徑(jìng)處即可(ke)恢複[14]。因(yin)此，研究(jiū)V錐流量(liang)計壓力(lì)🙇‍♀️恢複特(te)性，獲得(de)下遊壓(ya)力恢複(fu)位置，對(dui)于😍建立(lì)基于☀️單(dan)V錐節流(liú)裝置的(de)氣液兩(liang)相流在(zai)線測量(liàng)方法十(shi)分關鍵(jian)。
　　針對V錐(zhuī)流量計(ji)，通過實(shi)驗對不(bu)同節流(liu)比的V錐(zhui)流量計(jì)🈲壓力恢(hui)複🚶特性(xìng)進行了(le)研究。首(shou)先，研究(jiu)了V錐流(liu)量👉計内(nèi)氣液相(xiàng)分布特(te)性，重點(dian)考查了(le)不同流(liu)型來流(liu)流經V錐(zhuī)後的變(biàn)化，以及(jí)節流比(bi)🌈對氣液(ye)相分布(bù)的影響(xiang)；其次，分(fèn)析了V錐(zhui)流量計(ji)下遊壓(ya)力恢複(fu)特性，對(duì)比了單(dan)相和氣(qì)液兩相(xiang)條件下(xià)V錐下遊(you)壓力恢(huī)複位置(zhì)的變化(huà)；最後🔴，給(gěi)出了不(bu)同節流(liú)比V錐流(liu)量計的(de)下遊☀️壓(yā)力恢複(fu)長度。研(yán)究結果(guǒ)爲建立(lì)基于單(dān)V錐節流(liu)元件的(de)氣液兩(liang)相流量(liang)在線測(cè)量方法(fǎ)提供㊙️了(le)技術支(zhī)撐。
1實驗(yan)裝置及(ji)方法
1.1.V錐(zhuī)流量計(jì)
　　V錐流量(liàng)計的節(jiē)流元件(jiàn)結構如(ru)圖1所示(shi)，節流元(yuan)件由前(qian)、後錐角(jiao)分别爲(wèi)α和θ的兩(liang)個V形錐(zhuī)體組成(chéng)，并且由(you)支撐杆(gǎn)固定在(zài)管道上(shàng)；高壓📧取(qu)壓口位(wei)于V錐元(yuan)件上遊(you)，低壓取(qǔ)壓口位(wei)于後錐(zhuī)體的頂(dǐng)🈲點處，穿(chuān)☀️過錐體(ti)由支撐(cheng)杆引出(chu)管外。V錐(zhui)流量計(ji)水平放(fàng)置,其前(qián)、後錐角(jiǎo)分🐉别爲(wei)45°和135°。基于(yu)内徑D爲(wèi)50mm的管🔴道(dào)，通過改(gǎi)變錐體(ti)直徑d，設(shè)計了節(jie)流比β分(fen)别爲0.45、0.55、0.65和(he)0.75的4個V錐(zhuī)流量計(jì)；同時，爲(wei)了觀察(cha)氣液兩(liǎng)相🥵流🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的(de)流型特(tè)♈征及流(liu)經V錐前(qián)後的變(bian)化，測試(shi)管道采(cǎi)用透明(ming)的有機(ji)玻璃管(guǎn)。實🌈驗段(duan)及錐體(tǐ)實物圖(tu)如圖2所(suǒ)示。
1.2實驗(yàn)系統
　　氣(qi)、水兩相(xiàng)流實驗(yàn)系統流(liú)程如圖(tu)3所示。實(shi)驗介質(zhì)采用的(de)㊙️是💘壓😄縮(suo)👅空氣和(hé)自來水(shuǐ)。空氣流(liu)量由精(jing)度爲0.5%的(de)科氏質(zhì)量流量(liàng)計進🧡行(háng)計量，水(shuǐ)流量由(you)精度爲(wèi)0.2%的電磁(ci)流量計(ji)或精度(du)爲0.1%的科(kē)氏質量(liang)流量計(jì)進行計(ji)量，依據(jù)不同的(de)實驗工(gong)況選擇(zé)不同的(de)流量計(jì)；計量後(hou)的空氣(qì)和水在(zài)混合器(qì)内實現(xian)氣液混(hùn)合，然後(hou)流經一(yi)定長度(dù)的直管(guǎn)段，進入(rù)實驗段(duan)進行實(shí)驗。爲👄了(le)保證氣(qì)液充💋分(fen)混合🌈和(he)流動充(chōng)分發展(zhan)，從混合(hé)器出口(kou)到🔱V錐測(cè)試段入(ru)口的直(zhí)管段長(zhang)度約爲(wei)150D；實驗段(duan)出口的(de)氣液混(hun)合物由(you)分離器(qi)進行分(fen)離，空氣(qì)直接排(pái)入🤞大氣(qi)中，水進(jin)入儲水(shuǐ)箱進行(háng)循環利(lì)用。


　　壓力(lì)P由精度(dù)爲0.075%的Rosemount3051CG型(xing)壓力傳(chuan)感器測(cè)量，差壓(ya)△P由精度(du)爲0.075%的Rosemount3051CD型(xing)差壓🏃‍♂️傳(chuan)感器測(cè)量。溫度(du)由Pt100溫度(du)傳感器(qi)測量，其(qi)精度爲(wei)±0.15℃。實驗數(shù)據由NIUSB-6229數(shù)據采集(jí)系統和(hé)基于LabVIEW的(de)測量軟(ruan)件獲得(dé)，采集的(de)數據包(bao)括🧡氣、液(ye)流量、溫(wen)度、壓力(li)、差壓等(děng)。實⁉️驗中(zhōng)根據👈測(cè)量儀表(biǎo)的響應(ying)頻率特(tè)性，設定(ding)采樣頻(pin)率爲500Hz，每(mei)個工況(kuàng)采樣時(shi)間爲60s。采(cǎi)用奧林(lín)巴斯（Olympus）公(gōng)司的i-SPEEDTR高(gāo)🐪速攝像(xiàng)機記錄(lu)V錐流量(liang)計内的(de)氣液流(liu)動狀态(tai)。

1.3測試方(fāng)法
　　爲了(le)判斷V錐(zhuī)下遊的(de)壓力恢(huī)複位置(zhì)，實驗過(guo)程中沿(yán)流動方(fāng)向在V錐(zhuī)節流裝(zhuāng)置上布(bu)置了P1′、P1、P0、P2、P3和(he)P4共計6個(ge)取壓🔞點(diǎn)，如圖4所(suo)‼️示。其中(zhong)，P1′、P1分别位(wei)☎️于V錐上(shang)遊5D和1D處(chu)，P0位于V錐(zhuī)錐尾取(qǔ)壓口處(chu)，P2、P3和P4分别(bie)位于V錐(zhuī)下遊3D、6D和(hé)9D處，取壓(ya)點之間(jiān)的距離(lí)L0、L1、L2、L3、L4如圖4所(suo)示。實驗(yan)過程中(zhong)測量5個(gè)差壓（△P0、△P1、△P2、△P3和(hé)△P4）和一個(gè)壓力P4。其(qi)中，△P1爲前(qian)差壓，△P2、△P3和(he)△P4爲後差(cha)壓。根據(jù)壓力P4與(yǔ)差✍️壓之(zhi)間的關(guān)✍️系，計算(suan)其餘5個(gè)取壓點(dian)處的靜(jìng)壓。取壓(ya)點的位(wei)置、靜壓(yā)和差壓(yā)的關系(xì)見表1。

　　實(shí)驗中根(gēn)據測量(liang)差壓的(de)範圍選(xuǎn)擇不同(tóng)量程的(de)傳感🏃‍♂️器(qì)，采用 便(biàn)攜式 375手(shǒu)操器 根(gen)據測量(liàng)工況對(duì)儀表的(de)量程範(fàn)圍進行(háng)調校，使(shǐ)測量儀(yí)表保持(chi)最佳測(cè)量範圍(wei)。另外，除(chu)錐尾低(di)壓取壓(yā)😍點外，其(qí)餘的取(qǔ)壓點均(jun)位于管(guan)道上壁(bì)面。實驗(yan)中過程(chéng)中并未(wèi)發現導(dǎo)壓管中(zhōng)積液現(xiàn)象，僅有(you)少量的(de)液滴進(jìn)入導壓(yā)管内，對(duì)壓力和(he)差壓測(ce)量基本(běn)沒有影(yǐng)♻️響。因此(ci)，在氣液(ye)兩相流(liu)測量範(fàn)圍内，壓(ya)力、差壓(ya)傳感器(qi)的導壓(ya)管無需(xu)加裝過(guo)濾器。
1.4實(shí)驗工況(kuàng)設計
　　氣(qi)液兩相(xiàng)流的氣(qì)液分相(xiang)流量、壓(ya)力等流(liú)動參數(shu)以及節(jiē)流㊙️比對(duì)🔆V錐測量(liàng)氣液兩(liang)相流時(shi)流動和(hé)壓力分(fèn)布特性(xing)的影響(xiǎng)規律。節(jie)流比爲(wei)0.45、0.55、0.65與0.75的4個(gè)V錐節流(liu)裝置。對(duì)每個節(jie)流裝置(zhi)，測量了(le)0.10、0.15、0.20及0.30MPa共計(ji)4組壓力(lì)；每組壓(yā)力對應(ying)4組不🈲同(tong)的氣相(xiang)流量，每(mei)組氣相(xiang)流量調(diao)節10次左(zuǒ)🏃🏻‍♂️右的液(ye)相流量(liang)。實驗工(gōng)況參數(shu)如表2所(suǒ)示。

　　實驗(yan)中，不同(tóng)節流比(bi)V錐流量(liàng)計的實(shí)驗工況(kuàng)基本相(xiàng)同，由于(yu)實驗過(guò)程中的(de)操作誤(wù)差而略(luè)有差異(yì)。以β=0.75的V錐(zhuī)流量計(jì)爲例，其(qí)實驗工(gōng)況在經(jīng)典的Mandhane流(liu)型圖[18]上(shàng)的分布(bù)如圖5所(suǒ)示。圖中(zhōng)Usg和Usl分别(bie)爲氣、液(yè)表觀流(liú)速，如下(xià)㊙️式所示(shì)
???
式中：mg和(he)ml分别爲(wei)氣、液相(xiàng)質量流(liu)量；ρg和ρl分(fèn)别爲氣(qì)、液相密(mi)度👣。
　　可知(zhī)，測試工(gong)況位于(yu)光滑分(fen)層流、波(bo)狀分層(céng)流、環狀(zhuàng)流以及(ji)彈狀流(liú)區域。其(qi)中大部(bù)分工況(kuàng)點位于(yú)波狀分(fen)層流和(he)環狀🌈流(liú)區域。

2實(shí)驗結果(guo)及分析(xī)
2.1V錐流量(liàng)計内相(xiàng)分布特(tè)性
　　氣液(ye)兩相流(liú)流過V錐(zhui)後其流(liu)動的變(bian)化主要(yào)取決于(yú)來流流(liú)型⛷️和錐(zhuī)體結構(gòu)。不同流(liú)型的來(lai)流流過(guò)同一V錐(zhui)節流元(yuán)㊙️件，可能(néng)呈現出(chū)不同的(de)相分布(bù)特性；同(tóng)一流型(xíng)流過不(bu)同結構(gou)的🔆錐體(ti)後，也可(ke)能呈現(xiàn)出不同(tóng)的相分(fen)布特性(xìng)。
　　當來流(liu)爲光滑(huá)分層流(liú)時，流體(ti)經過錐(zhuī)體喉部(bu)加速♌，然(ran)後🏃‍♂️噴出(chu)，使得管(guǎn)道下部(bù)的分層(ceng)液體破(po)碎形成(chéng)液滴，飛(fei)濺到管(guǎn)道上壁(bi)⛱️面（見圖(tu)6）。節流比(bǐ)越小（即(ji)V錐錐體(ti)越大），噴(pen)🔴射速度(du)越高，飛(fei)濺至管(guǎn)道上壁(bì)面的液(yè)體也⛹🏻‍♀️越(yuè)多。液相(xiang)的加速(sù)和破碎(suì)，使錐後(hòu)的管道(dào)㊙️下部液(yè)體發生(shēng)波動；節(jie)流比越(yuè)小，波🛀🏻動(dòng)程度越(yuè)大；在V錐(zhui)下遊一(yī)定距離(lí)處波動(dòng)逐漸減(jiǎn)弱，例如(rú)節流比(bi)爲0.55的V錐(zhuī)節流裝(zhuāng)置，在V錐(zhui)下遊約(yuē)♌3D處，液膜(mó)的波動(dòng)逐🧑🏾‍🤝‍🧑🏼漸變(bian)小（見圖(tú)6b）。

　　圖7展示(shì)了來流(liú)爲波狀(zhuàng)分層流(liú)時的情(qíng)況。與光(guāng)滑分層(ceng)流相比(bi)，來流液(ye)體的增(zeng)多，減小(xiao)了氣體(tǐ)的流通(tong)面積，V錐(zhui)喉部氣(qì)液🤟作用(yong)劇烈，高(gāo)速的氣(qì)流攜帶(dài)更多的(de)😘液體至(zhi)管道内(nei)壁。當攜(xie)帶的液(ye)量足夠(gòu)多時，會(hui)在管道(dao)上部形(xing)🈲成連續(xù)液膜（如(ru)圖7a所示(shì)），使來流(liu)轉變成(cheng)環⭕狀流(liu)。來流工(gong)況基本(běn)相同時(shi)，能否轉(zhuǎn)變成環(huan)狀流則(ze)取決于(yu)節流比(bǐ)的大小(xiao)。如圖7所(suo)示，節流(liu)比爲0.75的(de)V錐裝置(zhì)，下遊管(guǎn)🎯道上部(bu)僅有少(shǎo)量的液(yè)滴和液(yè)條；随着(zhe)節流比(bǐ)的減小(xiǎo)，液滴和(hé)🌏液條也(ye)逐漸增(zēng)多，當❤️節(jiē)流比爲(wèi)🔞0.45時，V錐下(xia)遊爲環(huan)狀流态(tai)。

　　圖8所(suǒ)示，來流(liú)爲彈狀(zhuang)流流型(xíng)時，彈頭(tóu)部位的(de)大股液(ye)體，經過(guò)V錐之後(hòu)劇烈破(pò)碎，與氣(qi)體進行(hang)混合，形(xing)成環狀(zhuàng)流♉。可以(yi)預測，與(yu)來🐆流的(de)彈狀流(liú)流型相(xiàng)比，此時(shi)的環狀(zhuàng)流氣核(he)中💔夾帶(dai)更㊙️多液(ye)體，管道(dao)内壁上(shàng)的液膜(mo)分布也(yě)較✔️爲均(jun)勻，并🤟且(qie)節流比(bi)越小，氣(qì)核❗中夾(jiá)帶的液(ye)量也越(yue)多。

　　環狀(zhuàng)流流過(guò)V錐節流(liú)元件時(shi)，由于V錐(zhuī)節流裝(zhuang)置環形(xíng)🍓通道特(tè)點，V錐對(duì)環狀流(liú)的破壞(huài)較小，下(xià)遊仍然(rán)呈環狀(zhuàng)流型（如(rú)圖9所示(shi)）。由于喉(hou)部的加(jiā)速，氣液(ye)剪切作(zuo)用強烈(liè)，使得液(yè)膜破碎(suì)成液滴(dī)，導緻氣(qi)核中液(yè)滴夾帶(dài)量增加(jiā)；相同工(gong)況條🌈件(jian)下，節流(liú)比越小(xiao)，液膜越(yue)容易破(pò)碎，氣核(hé)中液滴(dī)夾帶量(liàng)越大。

　　如(rú)圖10所示(shi)：表觀氣(qì)速較低(dī)時，來流(liu)的表觀(guān)液量越(yue)大，錐後(hòu)⚽液體被(bèi)卷吸的(de)高度也(yě)越高，卷(juàn)吸距離(lí)越短，同(tóng)時飛濺(jiàn)液量越(yuè)多，越容(róng)易在下(xià)遊管壁(bi)上形成(chéng)液膜（見(jian)圖10a～10d）；表觀(guān)氣速較(jiào)高時，随(sui)着表觀(guan)液量增(zeng)大，錐後(hou)的🈲氣液(yè)作用越(yuè)劇烈，氣(qì)核中夾(jiá)帶的液(yè)體越✏️多(duō)，氣液分(fèn)🙇‍♀️布越均(jun)勻（見圖(tu)10e～10h）。

2.2壓力恢(huī)複長度(du)
　　V錐節流(liu)裝置的(de)壓力恢(hui)複長度(dù)，是指從(cóng)V錐錐尾(wei)取壓㊙️孔(kong)到下遊(yóu)壓力基(jī)本不再(zài)變化位(wei)置處的(de)距離[19]。該(gai)處流體(tǐ)的動能(neng)已恢複(fu)🌍，從該處(chù)往下遊(yóu)，壓力沿(yán)流動方(fang)向降低(di)主要是(shì)流體之(zhī)間以及(ji)流體與(yu)壁面之(zhi)間的摩(mó)擦造成(chéng)的。
2.2.1壓力(li)恢複位(wei)置判定(dìng)圖11所示(shi)爲氣液(ye)兩相流(liu)流經V錐(zhuī)時6個取(qǔ)壓🙇🏻位置(zhi)處的靜(jìng)壓力。可(ke)以發現(xian)，氣液兩(liǎng)相流🥰流(liú)過✂️V錐之(zhi)後，動能(néng)迅速恢(huī)🈲複，壓力(li)升高，然(rán)後趨于(yú)穩定。壓(yā)力恢複(fu)位👉置可(kě)能受到(dào)氣、液相(xiàng)流量、節(jie)流比等(deng)因素的(de)影響，隻(zhī)有确定(dìng)了V錐下(xià)遊的壓(ya)力📱恢複(fu)位置，才(cái)能合理(lǐ)布置下(xià)遊高壓(yā)🐉取壓點(dian)的位置(zhi)，得到準(zhun)确的壓(yā)力損失(shi)。這🏒對于(yu)利用V錐(zhuī)節流裝(zhuang)置的壓(yā)損特性(xìng)，建立基(jī)于單節(jie)流裝置(zhi)的氣液(ye)兩相流(liú)在線測(ce)量模型(xíng)🌍十分關(guan)鍵。

　　根(gen)據下遊(yóu)壓力的(de)分布特(te)性可知(zhi)，當V錐下(xia)遊3個取(qu)壓🏃點😍的(de)壓力滿(mǎn)足P2＞P3＞P4時，則(ze)認爲V錐(zhuī)下遊壓(ya)力在P2處(chu)（3D）已恢複(fu)；當滿足(zu)P2＜P3＞P4時，則可(ke)認爲下(xià)遊壓力(lì)在P3處（6D）已(yi)恢複。
定(ding)義

　　按照(zhao)上述判(pan)别方法(fa)，若△P3-2＜0且△P4-3＜0，則(zé)在V錐下(xia)遊3D處壓(yā)力已恢(huī)複；若△P3-2＞0且(qiě)🈲△P4-3＜0，則在‼️V錐(zhui)下遊6D處(chu)壓力已(yǐ)恢複。
2.2.2單(dān)相流體(tǐ)壓力恢(huī)複長度(du)實驗研(yan)究了空(kong)氣和水(shuǐ)兩種單(dan)♻️相🐇介質(zhi)情況下(xia)V錐流量(liang)計的壓(ya)力恢複(fu)長度。由(yóu)圖12可知(zhi)，測👅量介(jiè)質爲空(kōng)氣時，對(dui)于節流(liu)比爲0.45和(hé)0.55的V錐節(jie)流裝置(zhi)，其下遊(you)壓力在(zai)V錐下遊(you)3D處并未(wèi)完全恢(huī)複，而6D時(shí)可以認(rèn)爲壓力(lì)已完全(quán)恢複，因(yin)此其♌壓(ya)力恢複(fu)🐪長度大(da)于3D；對于(yú)節流比(bǐ)爲0.75的V錐(zhui)節流裝(zhuāng)置，其下(xia)遊壓力(lì)在V錐下(xia)遊3D處🔴則(ze)可以完(wán)全恢🔞複(fu)；節流比(bǐ)爲0.65的💘V錐(zhui)節流裝(zhuang)置，當氣(qi)體雷諾(nuo)數Reg≥0.6×105時，也(ye)可以認(rèn)🔞爲其壓(ya)力在V錐(zhui)下遊3D處(chù)已完全(quan)恢複。當(dang)流動介(jiè)質爲水(shuǐ)時，如圖(tú)13所示爲(wei)△P3-2和△P4-3随液(yè)體雷諾(nuo)數Rel的☀️變(biàn)化，4個不(bu)同節流(liú)比的V錐(zhuī)節流裝(zhuāng)置下遊(yóu)壓力恢(hui)複處的(de)位置與(yǔ)測量空(kong)氣時所(suǒ)需的恢(hui)複長度(du)基本相(xiang)同😘。

2.2.3氣液(yè)兩相流(liu)時的壓(ya)力恢複(fu)長度如(ru)圖14和15所(suǒ)示，測量(liang)🈲氣⭐液💛兩(liang)相流時(shi)V錐流量(liang)計下遊(yóu)壓力恢(huī)複長度(dù)與測量(liàng)單💰相流(liú)時并不(bu)完全相(xiàng)同。對于(yu)節流比(bi)爲0.45的V錐(zhuī)流量計(ji)，空🐇氣中(zhōng)引入少(shǎo)量水後(hou)，當體積(jī)含氣率(lǜ)小于99.5%時(shí)，部分測(cè)試🌈工況(kuàng)所需🐇的(de)壓力恢(hui)複長度(du)與單相(xiang)空氣💯相(xiang)比變短(duǎn)，但仍有(you)一些實(shi)驗工況(kuàng)的壓力(lì)恢複長(zhǎng)度需要(yào)大于3D，而(er)在下遊(you)6D處壓力(lì)能夠完(wan)全恢複(fu)。在圖14中(zhōng)，節流比(bǐ)爲0.55的V錐(zhuī)流量計(jì)測量氣(qì)液兩相(xiang)流時，壓(ya)力在㊙️下(xia)遊3D處即(jí)能恢複(fú)。這意味(wei)着與測(ce)量單相(xiàng)空氣相(xiàng)比，液相(xiàng)的加入(rù)縮短了(le)V錐流量(liàng)計下遊(yóu)所需的(de)壓力恢(huī)複長度(dù)。其主要(yao)原因如(rú)下：①V錐前(qian)後流型(xing)變❓化的(de)影響。由(you)圖10可知(zhī)，在一定(ding)表觀氣(qi)🙇🏻液流速(sù)下，氣液(yè)兩相流(liú)流經V錐(zhuī)後，流型(xing)可能發(fā)生變化(huà)，如分🌈層(céng)流變成(cheng)環狀流(liu)（見圖10c、10d）等(deng)。環狀流(liú)條件下(xia)，壁面潤(run)滑效應(ying)的存在(zài)使得♍摩(mó)擦壓降(jiàng)降低，進(jin)而💔導緻(zhi)壓力恢(huī)複✉️距離(li)的縮短(duǎn)，并且節(jiē)流比越(yuè)小（錐體(tǐ)體積越(yuè)大），對流(liú)型影響(xiang)越大，流(liú)型轉變(bian)所需的(de)氣液流(liu)速越低(di)（見圖7），對(duì)下遊壓(ya)力分布(bu)的影響(xiǎng)越明顯(xian)。②與V錐下(xia)遊的尾(wěi)渦對壓(yā)力分布(bù)特性的(de)影響有(you)關。尾渦(wō)越長，則(ze)壓力恢(huī)複所需(xu)的距離(lí)越長。研(yán)究發現(xiàn)，氣液兩(liang)相流來(lái)流時的(de)尾🎯渦長(zhang)度比單(dān)相氣體(ti)時的短(duan)，因此所(suo)需的壓(yā)力恢複(fú)長度也(yě)小💯于單(dān)相氣體(tǐ)。圖15表明(ming)，節流比(bi)爲♊0.65和0.75的(de)V錐節流(liu)裝置測(ce)量高含(han)氣率氣(qì)液兩相(xiàng)流時，壓(yā)力在下(xià)遊3D處可(kě)完全💚恢(huī)複。


　　對于(yú)4個不同(tong)節流比(bi)的V錐流(liú)量計，在(zài)實驗範(fàn)圍内，測(ce)量單相(xiàng)流體和(he)氣液兩(liang)相流時(shi)，所需的(de)壓力恢(huī)複長💋度(du)如表3所(suo)示。可⚽知(zhi)，V錐節流(liu)裝置測(ce)量氣液(ye)兩相流(liú)時，當節(jie)流比爲(wèi)0.45時，建議(yì)恢複壓(yā)力測壓(yā)點♈設在(zai)大于3D的(de)位置處(chù)；節💛流比(bǐ)爲0.55、0.65和0.75時(shi)，推薦恢(hui)複壓力(li)測壓點(dian)設在♍下(xia)遊3D處。此(cǐ)外，在研(yán)究範圍(wéi)内，壓力(li)恢複長(zhang)度受入(rù)口🌐壓力(lì)影響較(jiao)小🏃。
3結論(lùn)
　　高含氣(qì)率條件(jiàn)下V錐流(liu)量計内(nei)氣液相(xiàng)分布特(tè)性及V錐(zhuī)下🍓遊壓(yā)力恢複(fú)特性。考(kao)查了不(bú)同流型(xing)來流以(yǐ)及節流(liú)比對氣(qi)液👅相分(fen)布的影(yǐng)響，獲得(de)了不同(tong)節流比(bǐ)V錐流量(liang)計的壓(ya)力恢複(fu)長度，主(zhǔ)要結論(lun)如下：
（1）氣(qi)液兩相(xiàng)流流經(jīng)V錐後，其(qi)流動狀(zhuàng)态可能(neng)發生轉(zhuǎn)變，節流(liú)比越小(xiao)，來流的(de)變化也(ye)越明顯(xiǎn)；V錐下遊(you)的相分(fen)布特征(zhēng)與🍉來流(liu)流型密(mì)切相關(guān)。流态的(de)變化會(huì)直接影(ying)響V錐流(liu)量計内(nei)的壓力(li)分布。
（2）對(dui)于光滑(hua)分層流(liu)和波狀(zhuàng)分層流(liú)，在錐體(ti)喉部加(jia)速💔的影(yǐng)響下，下(xià)遊管道(dao)上壁面(mian)有液滴(di)或液膜(mo)出現，且(qiě)在一定(ding)條件下(xià)，V錐下遊(you)可轉變(bian)爲環狀(zhuàng)流；彈狀(zhuàng)流流經(jing)V錐後，則(ze)轉變爲(wèi)氣核中(zhong)夾帶大(dà)量液滴(di)的環狀(zhuang)流；V錐對(duì)環狀流(liú)氣液相(xiang)分布影(yǐng)響💔較小(xiǎo)。
（3）氣液兩(liǎng)相流條(tiao)件下V錐(zhuī)流量計(ji)所需的(de)壓力恢(hui)複長度(dù)與單相(xiàng)流體相(xiang)比較短(duan)。對于4種(zhong)節流比(bi)的V錐流(liú)量計，節(jie)流比🔞爲(wèi)0.45時，高含(han)🐕氣率條(tiao)件下，下(xia)遊壓力(lì)在6D處可(kě)以恢複(fú)，部分工(gōng)況條件(jian)下，下遊(you)壓力在(zài)3D處即可(ke)恢複；節(jie)流比爲(wèi)0.55、0.65和0.75的V錐(zhuī)流量計(jì)，壓力在(zai)下遊3D即(ji)可恢複(fu)。

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