管內(nèi)油氣兩相流動空泡份額的檢測及其波動特性的研究.pdf

1、本文基于電容層析成像技術(shù),研制了一種新型的電容傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),用于油氣兩相流動過程中空泡份額的實時、在線測量.本文的主要研究工作和結(jié)果如下:1、在二維有限元模型的基礎(chǔ)上,建立了多極板電容傳感器的三維有限元仿真模型.應(yīng)用ANSYS軟件對不同結(jié)構(gòu)的電容傳感器進(jìn)行了三維仿真計算,比較了無軸向屏蔽電極、UMIST型和METC型三種結(jié)構(gòu)電容傳感器的軸向空間電勢分布;研究分析了軸向屏蔽電極長度對METC型電容傳感器軸向空間電勢分布的影響;研究

2、了在檢測、激勵電極尺寸相同的情況下,極板內(nèi)置式電容傳感器和極板外置式傳感器的空管、滿管靜態(tài)電容值以及兩種類型傳感器的滿管/空管電容變化量.仿真計算和分析結(jié)果成為新型電容傳感器的重要設(shè)計依據(jù).2、多極板電容傳感器的結(jié)構(gòu)分析表明,管壁對于外置式傳感器極板間電容值變化的線性度有著較大的影響,對相鄰極板間的影響更為突出,仿真結(jié)果表明,外置式電容傳感器相鄰極板間的滿管/空管電容變化量出現(xiàn)負(fù)值.基于比較分析和仿真計算結(jié)果,研制了一種新型結(jié)構(gòu)的電容傳

3、感器,用于油氣兩相流動過程空泡份額參數(shù)的檢測.3、研制開發(fā)了空泡份額測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件;在實驗室中運用聚氯乙烯棒、聚氯乙烯管、聚氯乙烯顆粒和苯乙烯泡沫顆粒在傳感器內(nèi)模擬了不同的流型結(jié)構(gòu),對測量系統(tǒng)的性能進(jìn)行了靜態(tài)標(biāo)定,測量了不同模擬流型的空泡份額值.4、在油氣兩相流試驗環(huán)路上對本文所研制的空泡份額測量系統(tǒng)進(jìn)行了實驗標(biāo)定.5、在管道內(nèi)徑為125mm的實驗環(huán)路上,對水平管和5種傾角(1<'o>、2<'o>、3<'o>、5<'o