油水兩相流同軸流體電容傳感器測(cè)量特性研究.pdf

1、兩相流流動(dòng)現(xiàn)象廣泛存在于石油、能源、制藥和化工等工業(yè)過(guò)程中。其中,相含率及分相流速等參數(shù)是反映流體動(dòng)力學(xué)特性的重要因素;然而,由于滑脫現(xiàn)象,導(dǎo)致兩相流局部濃度及速度分布不均勻,難以準(zhǔn)確測(cè)量相含率參數(shù)。本課題研究了用于油水兩相流相含率測(cè)量的同軸流體電容傳感器,在優(yōu)化設(shè)計(jì)傳感器幾何尺寸基礎(chǔ)上,在油水兩相流流動(dòng)環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置上考察了傳感器測(cè)量特性,取得了如下創(chuàng)新性研究成果:
　　1.采用有限元分析方法(FEM)考察了傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)同軸流體

2、電容傳感器內(nèi)部電場(chǎng)和靈敏場(chǎng)分布的影響,在此基礎(chǔ)上,依靈敏度最優(yōu)原則,給出了傳感器最優(yōu)幾何尺寸。此外,考察了不同油泡直徑對(duì)傳感器測(cè)量特性影響,為傳感器測(cè)量特性分析提供了理論依據(jù)。
　　2.在優(yōu)化傳感器幾何尺寸基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)加工了同軸流體電容傳感器,研制了測(cè)量電路,并結(jié)合PXI數(shù)據(jù)采集模塊構(gòu)建了傳感器測(cè)量系統(tǒng);在含水率0％-100%及總流量0.5方/天-7方/天流動(dòng)工況范圍內(nèi),進(jìn)行了同軸流體電容傳感器油水兩相流動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該