電導(dǎo)式縱向多極陣列油-水兩相流測量方法研究.pdf

1、該文對于油/水兩相流的測量問題,提出了一種由八個金屬環(huán)型電極構(gòu)成的新型電導(dǎo)式縱向多極陣列傳感器.縱向多極陣列由八個環(huán)形金屬電極沿管道軸向方向以一定間距平滑鑲嵌在管道內(nèi)部構(gòu)成.多極陣列的八個電極中包含了一對激勵電極、一對相含率測量電極以及兩對流速測量電極,從而可以實現(xiàn)兩相流相含率和流體速度的同時測量.由于現(xiàn)有環(huán)形傳感器的結(jié)構(gòu)尺寸在經(jīng)驗基礎(chǔ)上或者是在對管道內(nèi)部場分布的簡單考察基礎(chǔ)上提出的,因此仍需提出一套具體的縱向多極陣列的優(yōu)化方案對其進行

2、定量考察,以保證在測量時多極陣列傳感器能夠從流體的電場分布區(qū)域獲取到盡可能多的流體分布信息,以提高兩相流流量測量的精度.文中使用有限元方法對多電極陣列模型進行了優(yōu)化計算.首先計算了電極陣列內(nèi)部的電場分布,并提出了場分布的軸向均勻度和徑向均勻度概念,并對多極陣列傳感器內(nèi)部的電場分布進行了定量考察.在此基礎(chǔ)上利用定義的靈敏度概念,對不同的電極間距參數(shù),計算出了相含率和速度測量電極對測量區(qū)域流體的靈敏度特性分布,并盡可能地保證了相含率測量電極

3、對測量的流體區(qū)域的不同位置具有同等靈敏度的測量要求.為了保證測量電極能夠從流體區(qū)域獲得盡可能多的流場信息,文中通過定義的全新概念"總信息量"、"有效信息量"、 "有效信息比"以及"最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸評判指標(biāo)"對電極進行了進一步的深入考察,最終得出了縱向多極陣列傳感器的最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸.在對測量傳感器優(yōu)化的基礎(chǔ)上,文中對兩相流的相含率和速度測量模型進行了考察和研究,并利用兩相流體的運動波理論對測量數(shù)據(jù)進行了深入分析,進一步揭示了利用相關(guān)方法獲得的流