摘要(yao):設計(ji)了等(deng)效内(nei)徑比(bi)分别(bie)爲0.424、0.586的(de)雙錐(zhui)流量(liang)計,并(bing)采用(yong)該流(liu)量計(ji)在多(duo)相流(liu)實驗(yan)裝置(zhi)上開(kai)展了(le)氣水(shui)兩相(xiang)㊙️流參(can)數測(ce)🤩量實(shi)驗研(yan)📐究。通(tong)過對(dui)雙錐(zhui)流量(liang)計 上(shang)的差(cha)壓波(bo)動信(xin)号時(shi)間序(xu)列進(jin)行分(fen)析,采(cai)用其(qi)特征(zheng)值建(jian)✏️立氣(qi)水兩(liang)相流(liu)分相(xiang)含率(lü)測量(liang)模型(xing);在分(fen)相流(liu)模型(xing)的基(ji)礎上(shang),通過(guo)分🤟析(xi)準氣(qi)相流(liu)量比(bi)和Lockhart-Martinelli常(chang)數的(de)關系(xi)建立(li)氣水(shui)兩相(xiang)流流(liu)量測(ce)量模(mo)💞型。在(zai)多相(xiang)流實(shi)驗裝(zhuang)置上(shang)進行(hang)了氣(qi)水兩(liang)相流(liu)參數(shu)測量(liang)系列(lie)實驗(yan),結果(guo)表明(ming)在實(shi)驗範(fan)圍内(nei),所建(jian)立的(de)體積(ji)含氣(qi)率測(ce)量模(mo)型測(ce)量相(xiang)對誤(wu)差在(zai)5%以内(nei);氣液(ye)兩相(xiang)流總(zong)流量(liang)和液(ye)相流(liu)量測(ce)量誤(wu)差在(zai)6%以内(nei)。氣⭐相(xiang)流量(liang)的測(ce)量結(jie)果表(biao)明,在(zai)以空(kong)氣和(he)水爲(wei)介質(zhi)、幹度(du)很小(xiao)的工(gong)況下(xia),氣相(xiang)流♍量(liang)的測(ce)量相(xiang)🏃🏻對誤(wu)差明(ming)顯大(da)于總(zong)流量(liang)和🥵液(ye)相流(liu)量的(de)相對(dui)誤差(cha)。
0引言(yan)
　　氣液(ye)兩相(xiang)流常(chang)見于(yu)冶金(jin)、石油(you)、動力(li)、化工(gong)、能源(yuan)、管道(dao)運輸(shu)及制(zhi)冷制(zhi)藥等(deng)領域(yu),在工(gong)業生(sheng)産與(yu)科學(xue)研究(jiu)中具(ju)有重(zhong)要作(zuo)用,在(zai)工業(ye)過程(cheng)中也(ye)伴随(sui)着許(xu)多經(jing)濟與(yu)安全(quan)問題(ti)，因此(ci)對兩(liang)相流(liu)活動(dong)過程(cheng)機理(li)狀态(tai)的描(miao)述、解(jie)❗釋以(yi)及流(liu)🤞動過(guo)程中(zhong)相關(guan)參數(shu)🌏的正(zheng)确測(ce)量具(ju)有重(zhong)要意(yi)義,也(ye)是現(xian)代工(gong)業系(xi)統中(zhong)亟待(dai)解決(jue)🌐的一(yi)道難(nan)題。随(sui).着工(gong)業水(shui)平的(de)🈲不斷(duan)提高(gao)，兩相(xiang)流涉(she)及的(de)領域(yu)越來(lai)越廣(guang)泛,對(dui)工業(ye)過程(cheng)控制(zhi)精度(du)的要(yao)求🔞也(ye)在不(bu)斷提(ti)高。在(zai)目前(qian)工業(ye)生産(chan)中,由(you)于一(yi)些傳(chuan)統的(de)流量(liang)測量(liang)方式(shi)及模(mo)型無(wu)法适(shi)用于(yu)兩相(xiang)流特(te)有的(de)波動(dong)性和(he)複雜(za)的流(liu)動形(xing)态，使(shi)得其(qi)相關(guan)參數(shu)的測(ce)量方(fang)法多(duo)處于(yu)研究(jiu)階段(duan),離實(shi)際應(ying)用尚(shang)有一(yi)定距(ju)離。
　　氣(qi)液兩(liang)相流(liu)過程(cheng)參數(shu)的檢(jian)測策(ce)略随(sui)工況(kuang)與對(dui)象屬(shu)性🌂的(de)變化(hua)而變(bian)化,可(ke)以利(li)用的(de)物理(li)現象(xiang)與關(guan)系🏃有(you)很多(duo),因此(ci)檢測(ce)方♌法(fa)也多(duo)種多(duo)樣。從(cong)測量(liang)形式(shi)上㊙️講(jiang)，目前(qian)常見(jian)的檢(jian)測方(fang)法大(da)緻可(ke)分爲(wei)直接(jie)法和(he)間接(jie)法2類(lei)，前者(zhe)可以(yi)通過(guo)采用(yong)傳統(tong)單相(xiang)流儀(yi)表等(deng)方🍉法(fa)直接(jie)測得(de)待測(ce)對象(xiang)的相(xiang)關參(can)數,後(hou)者則(ze)多采(cai)用一(yi)定的(de)輔助(zhu)測量(liang)值建(jian)立待(dai)測參(can)數與(yu)特征(zheng)值的(de)關系(xi)式,通(tong)過模(mo)型計(ji)算得(de)到❤️[2。利(li)用傳(chuan)統單(dan)相流(liu)量計(ji)測量(liang)氣液(ye)兩相(xiang)流參(can)數是(shi)多相(xiang)流測(ce)量研(yan)究與(yu)應用(yong)的一(yi)個重(zhong)要😄方(fang)向,雖(sui)然這(zhe)類儀(yi)表在(zai)檢測(ce)混合(he)流量(liang)時✔️的(de)性能(neng)良好(hao),但由(you)于工(gong)況和(he)模型(xing)的差(cha)異，在(zai)檢測(ce)相含(han)率時(shi)誤差(cha)較大(da)531J。從測(ce)量原(yuan)理上(shang)講,氣(qi)液兩(liang)相流(liu)相關(guan)參👉數(shu)的測(ce)量方(fang)法可(ke)以分(fen)爲分(fen)離法(fa)和非(fei)分離(li)法,前(qian)者是(shi)将兩(liang)相流(liu)流體(ti)分離(li),利用(yong)單相(xiang)流的(de)測量(liang)方法(fa)分别(bie)獲得(de)相關(guan)參數(shu),但此(ci)類方(fang)法受(shou)測量(liang)設備(bei)龐大(da)、系統(tong)複雜(za)等因(yin)素的(de)限制(zhi),需要(yao)對取(qu)樣設(she)備進(jin)行更(geng)進一(yi)步的(de)研究(jiu),後者(zhe)直接(jie)利用(yong)傳統(tong)差壓(ya)式流(liu)量💘計(ji)對混(hun)合的(de)兩相(xiang)流流(liu)體進(jin)行測(ce)量,傳(chuan)統差(cha)壓式(shi)流量(liang)計由(you)于結(jie)構簡(jian)單、性(xing)能可(ke)靠等(deng)特點(dian),一直(zhi)以來(lai)在多(duo)相流(liu)參數(shu)測量(liang)中倍(bei)受關(guan)注。
　　傳(chuan)統差(cha)壓式(shi)流量(liang)計是(shi)将流(liu)向管(guan)道中(zhong)心收(shou)縮,通(tong)過測(ce)量節(jie)流件(jian)(如孔(kong)闆和(he)文丘(qiu)裏管(guan))前後(hou)的壓(ya)力降(jiang)來得(de)到流(liu)量👣數(shu)據。近(jin)20年出(chu)現了(le)一種(zhong)新型(xing) V型内(nei)錐流(liu)量計(ji) ,它将(jiang)原本(ben)利用(yong)流體(ti)進行(hang)節流(liu)而後(hou)收縮(suo)到管(guan)道中(zhong)心軸(zhou)線附(fu)近的(de)概念(nian)從根(gen)本.上(shang)改變(bian)爲利(li)用同(tong)軸安(an)裝在(zai)管道(dao)中的(de)V形錐(zhui)體将(jiang)流體(ti)慢慢(man)地進(jin)行節(jie)流而(er)⛱️後收(shou)縮🌈到(dao)管道(dao)的内(nei)邊壁(bi)。與其(qi)他傳(chuan)統差(cha)壓式(shi)流量(liang)計相(xiang)比,V錐(zhui)❤️流量(liang)計在(zai)壓損(sun)、重複(fu)🌈性、量(liang)程比(bi)🚩和長(zhang)期工(gong)作穩(wen)定性(xing)等方(fang)面表(biao)現出(chu)一定(ding)的優(you)勢,實(shi)驗分(fen)析表(biao)明其(qi)可用(yong)于💰兩(liang)相流(liu)的流(liu)型識(shi)别和(he)參數(shu)測量(liang)[15-18],但由(you)⛷️于V錐(zhui)流量(liang)計的(de)内錐(zhui)形狀(zhuang)💁較爲(wei)複雜(za)且節(jie)流件(jian)尾部(bu)鈍體(ti)會使(shi)流體(ti)産生(sheng)流動(dong)分離(li),産生(sheng)旋渦(wo)并造(zao)成較(jiao)大壓(ya)力損(sun)👌失等(deng)問題(ti)使🏃‍♀️其(qi)應用(yong)受到(dao)一定(ding)的限(xian)制。本(ben)文作(zuo)者在(zai) V錐流(liu)量計(ji) 的基(ji)礎上(shang)設計(ji)了一(yi)種具(ju)有對(dui)稱結(jie)構的(de)雙錐(zhui)流量(liang)計([9,利(li)用♉理(li)論模(mo)型較(jiao)成熟(shu)的差(cha)壓原(yuan)理開(kai)展氣(qi)液兩(liang)相流(liu)參數(shu)的測(ce)量,并(bing)根據(ju)氣液(ye)兩相(xiang)流固(gu)有的(de)波動(dong)特性(xing)提取(qu)相關(guan)特征(zheng)值,分(fen)析其(qi)與分(fen)相含(han)率等(deng)參數(shu)🌏的關(guan)系(20-22,探(tan)尋氣(qi)液兩(liang)相流(liu)的參(can)💛數測(ce)量新(xin)型測(ce)量方(fang)🐆法并(bing)開展(zhan)實驗(yan)分析(xi)和研(yan)究,爲(wei)氣液(ye)兩相(xiang)流在(zai)工業(ye)過程(cheng)參數(shu)正确(que)檢測(ce)及新(xin)型流(liu)量計(ji)商業(ye)化奠(dian)定基(ji)🆚礎。
1測(ce)量原(yuan)理
1.1流(liu)量計(ji)結構(gou)
　　雙錐(zhui)流量(liang)計爲(wei)--新型(xing)内錐(zhui)流量(liang)計,節(jie)流單(dan)元基(ji)本結(jie)構如(ru)圖1所(suo)示,包(bao)括測(ce)量管(guan)段、取(qu)壓口(kou)和節(jie)流錐(zhui)體。.圖(tu)1(b)爲雙(shuang)錐流(liu)量計(ji)剖面(mian)圖，P1、P2、P3分(fen)别爲(wei)3個取(qu)壓口(kou),P1爲上(shang)遊流(liu)體收(shou)縮前(qian)取壓(ya)🚶‍♀️口,P2爲(wei)節流(liu)件喉(hou)部最(zui)小流(liu)通面(mian)積處(chu)取壓(ya)口,P3爲(wei)下遊(you)流束(shu)穩定(ding)時的(de)取壓(ya)口。本(ben)實驗(yan)研究(jiu)所需(xu)的雙(shuang)錐流(liu)量計(ji)差壓(ya)信号(hao)是從(cong)P1與P2口(kou)獲得(de)的前(qian)差壓(ya)。利用(yong)P2與P3可(ke)獲得(de)雙錐(zhui)流量(liang)計的(de)後差(cha)壓。節(jie)流錐(zhui)體是(shi)雙錐(zhui)流量(liang)計的(de)核心(xin)部件(jian),主要(yao)包括(kuo)錐體(ti)和錐(zhui)🏃‍♂️體支(zhi)架結(jie)構2部(bu)分，如(ru)圖2所(suo)示。雙(shuang)錐流(liu)量💁計(ji)的錐(zhui)體由(you)♌前後(hou)2個錐(zhui)🎯角相(xiang)等的(de)對稱(cheng)錐體(ti)構成(cheng),3個片(pian)狀支(zhi)架和(he)🌂1個管(guan)環構(gou)成錐(zhui)體🌐支(zhi)架結(jie)📐構，節(jie)流錐(zhui)體可(ke)☁️通過(guo)支架(jia)結構(gou)固定(ding)在💚管(guan)道中(zhong)心并(bing)與管(guan)道同(tong)軸,将(jiang)與管(guan)道内(nei)徑相(xiang)同的(de)管環(huan)安裝(zhuang)在實(shi)驗管(guan)🐪道☀️中(zhong)。
 
　　本次(ci)研究(jiu)所設(she)計的(de)雙錐(zhui)流量(liang)計錐(zhui)體前(qian)後錐(zhui)角均(jun)爲45°,中(zhong)部圓(yuan)柱體(ti)長度(du)20mm。D爲管(guan)道内(nei)徑,d爲(wei)節流(liu)錐體(ti)在喉(hou)部處(chu)直徑(jing)，ɑ爲對(dui)稱錐(zhui)體的(de)錐角(jiao)。
　　圖1(a)爲(wei)管道(dao)最小(xiao)流通(tong)面積(ji)處的(de)截面(mian)圖，雙(shuang)錐體(ti)采用(yong)三角(jiao)結構(gou)固定(ding)于管(guan)道内(nei)，既能(neng)使雙(shuang)錐承(cheng)受較(jiao)大的(de)沖擊(ji)💰又可(ke)以保(bao)✏️證雙(shuang)錐與(yu)管道(dao)内圓(yuan)的同(tong)軸度(du),同時(shi)足夠(gou)薄度(du)的支(zhi)撐葉(ye)片🐕也(ye)可以(yi)最大(da)程度(du)減小(xiao)對流(liu)體的(de)擾動(dong)。
1.2基本(ben)測量(liang)模型(xing)
　　雙錐(zhui)流量(liang)計的(de)工作(zuo)原理(li)是基(ji)于流(liu)體在(zai)一密(mi)封管(guan)道中(zhong)♻️的能(neng)量守(shou)恒原(yuan)理(伯(bo)努利(li)方程(cheng))和流(liu)動連(lian)續性(xing)💘原理(li)⛱️。根據(ju)流體(ti)力學(xue)的相(xiang)關理(li)論可(ke)以推(tui)出單(dan)相流(liu)流量(liang)的❄️基(ji)本測(ce)量模(mo)型:
 
2實(shi)驗裝(zhuang)置
　　圖(tu)3和4分(fen)别爲(wei)雙錐(zhui)流量(liang)計氣(qi)液兩(liang)相流(liu)實驗(yan)系統(tong)實物(wu)圖和(he)結構(gou)簡圖(tu),實驗(yan)對象(xiang)爲水(shui)平管(guan)道内(nei)的氣(qi)/水混(hun)合流(liu)體。實(shi)驗設(she)備主(zhu)要包(bao)括數(shu)據采(cai)集系(xi)統和(he)實驗(yan)管路(lu)2大部(bu)分📐:數(shu)據采(cai)💰集系(xi)統包(bao)括數(shu)💁據采(cai)集器(qi)及采(cai)集控(kong)制🈲界(jie)面;實(shi)驗管(guan)路包(bao)括♉雙(shuang)錐流(liu)量㊙️計(ji)、 壓力(li)變送(song)器 、 差(cha)壓變(bian)送器(qi) 、 溫度(du)計 、标(biao)準表(biao)以及(ji)管道(dao)和閥(fa)門等(deng)設備(bei)。
 
　　裝置(zhi)的工(gong)作流(liu)程爲(wei):水經(jing)過穩(wen)壓罐(guan)後,通(tong)過标(biao)準水(shui)表讀(du)取其(qi)體積(ji)流量(liang),進入(ru)混相(xiang)器;空(kong)氣壓(ya)縮機(ji)将空(kong)氣壓(ya)縮到(dao)穩壓(ya)罐,通(tong)過标(biao)準氣(qi)表讀(du)取其(qi)體積(ji)流量(liang),并用(yong)溫度(du)計和(he)壓力(li)表♈測(ce)量此(ci)時的(de)氣㊙️相(xiang)溫度(du)(T)和壓(ya)力(p加(jia):),最後(hou)☔進人(ren)混相(xiang)器與(yu)液相(xiang)🏃混合(he);氣液(ye)兩相(xiang)流經(jing)過8m長(zhang)的直(zhi)管段(duan),充分(fen)混合(he)☀️後進(jin)入氣(qi)液兩(liang)相實(shi)驗管(guan)段,在(zai)此處(chu)安裝(zhuang)雙錐(zhui)流量(liang)計并(bing)測量(liang)氣液(ye)兩相(xiang)⭐的混(hun)合差(cha)壓,同(tong)時測(ce)量雙(shuang)錐流(liu)量計(ji)前的(de)壓力(li)(p2)和溫(wen)度(T2),采(cai)用數(shu)據采(cai)集系(xi)統記(ji)錄各(ge)測量(liang)值。
　　實(shi)驗中(zhong),液體(ti)穩壓(ya)罐和(he)氣體(ti)穩壓(ya)罐的(de)穩壓(ya)範圍(wei)分别(bie)爲0.2~0.21MPa和(he)0.39~0.41MPa,标準(zhun)水表(biao)和标(biao)準氣(qi)表參(can)數如(ru)表1,直(zhi)管段(duan)以⛷️及(ji)實驗(yan)管☀️段(duan)管徑(jing)爲50mm。.
 
　　考(kao)慮到(dao)不同(tong)等效(xiao)直徑(jing)比的(de)雙錐(zhui)流量(liang)計具(ju)有不(bu)同的(de)測量(liang)特❗性(xing)，選擇(ze)不同(tong)的直(zhi)徑比(bi)可分(fen)析雙(shuang)錐流(liu)量計(ji)各自(zi)不同(tong)特性(xing),從而(er)獲得(de)與直(zhi)徑比(bi)相關(guan)的關(guan)鍵參(can)數，因(yin)此選(xuan)用2個(ge)不同(tong)等效(xiao)直徑(jing)比(0.424、0.586)的(de)雙錐(zhui)流量(liang)計進(jin)行實(shi)驗,其(qi)流出(chu)系數(shu)分别(bie)爲✂️0.9672和(he)0.9685。雙錐(zhui)流量(liang)計的(de)差壓(ya)信号(hao)由應(ying)變式(shi)差壓(ya)變送(song)器進(jin)行測(ce)✊量,其(qi)量程(cheng)爲0~64kPa,輸(shu)出電(dian)流信(xin)号4~20mA,精(jing)度等(deng)級爲(wei)0.25%FS.
3分相(xiang)含率(lü)測量(liang)模型(xing)
　　在氣(qi)液兩(liang)相流(liu)的測(ce)量中(zhong),分相(xiang)含率(lü)是一(yi)個重(zhong)要的(de)❄️參數(shu),重點(dian)㊙️測❌量(liang)對象(xiang)爲氣(qi)相的(de)相含(han)率,包(bao)括體(ti)積含(han)🔅氣率(lü)、截面(mian)含氣(qi)😄率(空(kong)隙率(lü))和質(zhi)量流(liu)量含(han)氣率(lü)(幹度(du))。其中(zhong)體🐪積(ji)含氣(qi)率和(he)幹度(du)的關(guan)系如(ru)下式(shi):
 
　　式中(zhong):μ爲體(ti)積含(han)氣率(lü);pz爲氣(qi)相密(mi)度;ρn爲(wei)液相(xiang)密度(du)。
　　氣液(ye)兩相(xiang)流在(zai)流動(dong)過程(cheng)中存(cun)在波(bo)動性(xing),根據(ju)前人(ren)的實(shi)驗研(yan)究結(jie)果,此(ci)波動(dong)信号(hao)與氣(qi)液兩(liang)相流(liu)的流(liu)型、分(fen)相含(han)率等(deng)重要(yao)測量(liang)參數(shu)具有(you)一定(ding)的相(xiang)關性(xing),因此(ci)可以(yi)通過(guo)🚩分析(xi)從差(cha)壓波(bo)動信(xin)号中(zhong)提取(qu)的特(te)征值(zhi)建立(li)氣液(ye)兩相(xiang)㊙️流分(fen)相含(han)率的(de)測量(liang)模型(xing)，從而(er)🐕實現(xian)對氣(qi)相含(han)率等(deng)參數(shu)的在(zai)線測(ce)量。
　　氣(qi)液兩(liang)相流(liu)通過(guo)差壓(ya)式流(liu)量計(ji)時的(de)瞬時(shi)差壓(ya)和瞬(shun)時🌐流(liu)量之(zhi)間也(ye)符合(he)時間(jian)平均(jun)值的(de)關系(xi)式,因(yin)此:
 
　　式(shi)中:i爲(wei)某個(ge)瞬時(shi)時刻(ke);△ppo爲瞬(shun)時差(cha)壓;μi;爲(wei)瞬時(shi)體積(ji)含🈲氣(qi)率;qi爲(wei)瞬時(shi)流量(liang);k、b是與(yu)節流(liu)元.件(jian)結構(gou)和兩(liang)相流(liu)流體(ti)物性(xing)有關(guan)的系(xi)數。
　　定(ding)義脈(mo)動振(zhen)幅爲(wei)差壓(ya)瞬時(shi)值和(he)時均(jun)值之(zhi)差,其(qi)均方(fang)根爲(wei):
 
　　理論(lun)上R是(shi)μ的單(dan)值函(han)數,可(ke)通過(guo)實驗(yan)差壓(ya)時均(jun)值和(he)差壓(ya)💁脈動(dong)幅值(zhi)計算(suan)出氣(qi)相體(ti)積含(han)率μo.
　　實(shi)驗所(suo)用水(shui)平管(guan)道管(guan)徑爲(wei)50mm,進行(hang)氣液(ye)兩相(xiang)流實(shi)驗并(bing)采集(ji)差壓(ya)波動(dong)信号(hao),圖5和(he)6爲等(deng)效直(zhi)徑比(bi)爲0.424和(he)0.586的雙(shuang)錐❤️流(liu)量👌計(ji)無🌈量(liang)綱參(can)數R與(yu)體積(ji)含氣(qi)率μ的(de)數值(zhi)點分(fen)布
 
　　由(you)圖5和(he)6可知(zhi),對于(yu)雙錐(zhui)流量(liang)計,波(bo)動幅(fu)度參(can)數R随(sui)着體(ti)積含(han)😍氣率(lü)呈現(xian)先增(zeng)大後(hou)減小(xiao)的趨(qu)勢。當(dang)體積(ji)含氣(qi)率小(xiao)于0.3時(shi),差壓(ya)的波(bo)動💯幅(fu)度參(can)數很(hen)小;然(ran)後随(sui)着體(ti)積含(han)氣率(lü)的增(zeng)大,差(cha)壓的(de)波動(dong)幅度(du)值增(zeng)!大,并(bing)在0.85左(zuo)右達(da)到最(zui)大值(zhi)。根據(ju)流體(ti)在管(guan)道中(zhong)流動(dong)的實(shi)際情(qing)況,當(dang)流體(ti)✍️爲單(dan)相(即(ji)全爲(wei)液相(xiang)μ=0,全爲(wei)氣相(xiang)μ=1)時，流(liu)動是(shi)較爲(wei)平穩(wen)的,應(ying)有R≈0,因(yin)此可(ke)假設(she)R與μ符(fu)合如(ru)下關(guan)系:
 
4流(liu)量測(ce)量模(mo)型
　　雙(shuang)錐流(liu)量計(ji)作爲(wei)-種新(xin)型差(cha)壓式(shi)流量(liang)計,在(zai)結構(gou)上與(yu)傳🥰統(tong)👌标🏃‍♂️準(zhun)差壓(ya)流量(liang)計具(ju)有一(yi)-定的(de)差異(yi),現有(you)模型(xing)，的一(yi)些關(guan)鍵參(can)數無(wu)法适(shi)用,需(xu)尋求(qiu)新的(de)模型(xing)參✨數(shu)。
　　用汽(qi)水、氣(qi)水和(he)天然(ran)氣水(shui)混合(he)物經(jing)過大(da)量實(shi)驗并(bing)對理(li)想分(fen)👣相流(liu)模型(xing)進行(hang)修正(zheng)後得(de)到孔(kong)闆氣(qi)液兩(liang)相流(liu)流量(liang)計算(suan)模型(xing)💯:
 
 
5實驗(yan)與結(jie)果分(fen)析
5.1氣(qi)相含(han)率測(ce)量
　　實(shi)驗在(zai)體積(ji)含氣(qi)率爲(wei)0.32~0.96範圍(wei)内進(jin)行，對(dui)流體(ti)流經(jing)雙錐(zhui)流量(liang)計時(shi)所産(chan)生的(de)前差(cha)壓進(jin)行了(le)采集(ji),提取(qu)差壓(ya)波動(dong)信号(hao)中的(de)特征(zheng)值R',通(tong)過模(mo)型式(shi)(7)計算(suan)得出(chu)體積(ji)含氣(qi)率值(zhi),模型(xing)測量(liang)誤差(cha)如圖(tu)8和9所(suo)示,體(ti)積含(han)氣率(lü)的相(xiang)對誤(wu)差基(ji)本在(zai)±5%以内(nei)。
 
5.2流量(liang)測量(liang)
　　氣液(ye)兩相(xiang)流流(liu)量實(shi)驗測(ce)量以(yi)水和(he)空氣(qi)爲介(jie)質,其(qi)🌏中水(shui)和空(kong)氣的(de)質量(liang)流量(liang)範圍(wei)分别(bie)爲1.233~6.581kg/s和(he)0.006~0.04kg/s.水穩(wen)壓爲(wei)0.2MPa,氣源(yuan)穩壓(ya)0.4MPa,幹度(du)範圍(wei)🆚0.001~0.03,環境(jing)溫度(du)20.5℃.。NI數據(ju)采集(ji)卡采(cai)集差(cha)壓波(bo)動信(xin)号,提(ti)取其(qi)特征(zheng)值并(bing)🚶‍♀️通過(guo)公式(shi)(7)和(2)計(ji)算得(de)⭐到質(zhi)量流(liu)☁️量含(han)氣率(lü)x,流量(liang)值可(ke)🈚通過(guo)公式(shi)🙇🏻(12)計算(suan)得到(dao)。
 
　　實驗(yan)測量(liang)了氣(qi)液兩(liang)相流(liu)的總(zong)流量(liang)及液(ye)相、氣(qi)相的(de)分相(xiang)流量(liang),在🚶‍♀️圖(tu)10和11中(zhong)給出(chu)了總(zong)流量(liang)的測(ce)量誤(wu)差,總(zong)質量(liang)📱流量(liang)的參(can)考值(zhi)爲氣(qi)相和(he)液相(xiang)混合(he)前的(de)流量(liang)🌏值之(zhi)和。測(ce)量誤(wu)差結(jie)果顯(xian)示,在(zai)實驗(yan)範圍(wei)内所(suo)采用(yong)的體(ti)積含(han)氣率(lü)測量(liang)模型(xing)和改(gai)進的(de)流量(liang)♍測量(liang)模型(xing)對氣(qi)液兩(liang)相流(liu)總流(liu)量測(ce)㊙️量具(ju)有較(jiao)好的(de)适用(yong)效果(guo)🈲,測量(liang)結果(guo)相對(dui)誤差(cha)基本(ben)可以(yi)控制(zhi)在±6%以(yi)内。值(zhi)得提(ti)出的(de)是，當(dang)氣相(xiang)體積(ji)含率(lü)大于(yu)0.8時,兩(liang)相流(liu)處于(yu)塞狀(zhuang)⁉️流向(xiang)環狀(zhuang)流的(de)過渡(du)段,流(liu)型變(bian)化較(jiao)爲複(fu)🤟雜，使(shi)得測(ce)✔️量精(jing)度有(you)所下(xia)降。
 
　　總(zong)流量(liang)測量(liang)相對(dui)誤差(cha)圖中(zhong)可看(kan)出,對(dui)于氣(qi)液兩(liang)相流(liu),其分(fen)相流(liu)的參(can)數測(ce)量具(ju)有重(zhong)要的(de)工程(cheng)意義(yi)。可以(yi)根據(ju)公式(shi)(7)和測(ce)量出(chu)的體(ti)積含(han)氣率(lü)值由(you)公式(shi)(2)得到(dao)幹度(du)值,從(cong)而實(shi)現對(dui)氣液(ye)兩🔱相(xiang)流的(de)分相(xiang)流測(ce)量。液(ye)相流(liu)量測(ce)量誤(wu)差❤️如(ru)圖12和(he)13所示(shi),在實(shi)驗範(fan)圍内(nei)的相(xiang)對誤(wu)差基(ji)本在(zai)±6%以内(nei)，說明(ming)該測(ce)量模(mo)型在(zai)該工(gong)況下(xia)具有(you)較好(hao)的測(ce)量效(xiao)果。因(yin)爲在(zai)實驗(yan)所用(yong)氣🔱液(ye)兩相(xiang)流中(zhong)，氣體(ti)在總(zong)流量(liang)中所(suo)占的(de)比例(li)較小(xiao)，所以(yi)液相(xiang)流量(liang)測量(liang)誤差(cha)分⛷️布(bu)結果(guo)與總(zong)流量(liang)相✔️似(si)。
 
　　實驗(yan)對氣(qi)相流(liu)量進(jin)行了(le)測量(liang),其測(ce)量結(jie)果如(ru)圖14和(he)15所示(shi)。測量(liang)誤差(cha)結果(guo)顯示(shi),忽略(lue)粗大(da)誤差(cha)後的(de)氣相(xiang)流量(liang)測量(liang)誤差(cha)在±20%以(yi)内，該(gai)誤差(cha)遠大(da)于液(ye)相和(he)總流(liu)💚量的(de)測👌量(liang)誤差(cha),分析(xi)認爲(wei)在本(ben)實驗(yan)中🆚的(de)兩相(xiang)流幹(gan)度僅(jin)在0.001~0.03範(fan)圍内(nei),不同(tong)于濕(shi)蒸氣(qi)和高(gao)幹度(du)的實(shi)驗工(gong)況,對(dui)體積(ji)含📧氣(qi)率或(huo)幹度(du)的微(wei)小測(ce)量🈲誤(wu)差會(hui)導緻(zhi)✊對氣(qi)相流(liu)量💰測(ce)量結(jie)果的(de)較大(da)偏差(cha)。
 
6結論(lun)
　　本文(wen)将一(yi)種新(xin)型的(de)雙錐(zhui)流量(liang)計用(yong)于氣(qi)水兩(liang)相流(liu)的測(ce)量,研(yan)究了(le)2個不(bu)同等(deng)效直(zhi)徑比(bi)的雙(shuang)錐流(liu)量計(ji)對氣(qi)相體(ti)積含(han)☔率、總(zong)流量(liang)及分(fen)相流(liu)量的(de)測量(liang)性能(neng)。對雙(shuang)錐流(liu)量計(ji)上的(de)差壓(ya)波動(dong)🤩信号(hao)時間(jian)序列(lie)進行(hang)⭐了分(fen)析,利(li)用其(qi)特征(zheng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼值建(jian)立了(le)🔞氣水(shui)兩相(xiang)流氣(qi)相含(han)💋率的(de)關系(xi)模型(xing)。應用(yong)該模(mo)型對(dui)氣相(xiang)體積(ji)含率(lü)進行(hang)測量(liang),在實(shi)驗🐅範(fan)☀️圍内(nei),氣相(xiang)體積(ji)含率(lü)測量(liang)相對(dui)😘誤差(cha)在±5%以(yi)内。利(li)用常(chang)數建(jian)立了(le)雙錐(zhui)流量(liang)計氣(qi)液兩(liang)相流(liu)🔴總㊙️流(liu)量測(ce)量模(mo)型,可(ke)🏃對總(zong)流量(liang)和液(ye)相流(liu)☁️量進(jin)行有(you)效的(de)測量(liang),測量(liang)結果(guo)的相(xiang)對誤(wu)差在(zai)±6%以内(nei)。在幹(gan)度很(hen)小的(de)情況(kuang)下,氣(qi)相流(liu)量的(de)🛀🏻測量(liang)相對(dui)誤差(cha)較大(da)。與V錐(zhui)流量(liang)計在(zai)氣液(ye)兩相(xiang)流相(xiang)關參(can)數的(de)測量(liang)結果(guo)(氣相(xiang)🐅體積(ji)含率(lü)已确(que)定的(de)條件(jian)下,兩(liang)相流(liu)總質(zhi)量流(liu)量的(de)相對(dui)誤差(cha)✊基本(ben)在土(tu)5%内)相(xiang)對比(bi)表明(ming)[1]，雙錐(zhui)🔴流量(liang)計可(ke)獲得(de)與V錐(zhui)流量(liang)計相(xiang)當的(de)精度(du),且在(zai)🌏減小(xiao)流體(ti)擾動(dong)、降低(di)壓力(li)損失(shi)和抗(kang)壓力(li)沖擊(ji)等方(fang)面更(geng)具有(you)優勢(shi)。

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