管內(nèi)油氣兩相流動(dòng)空泡份額的檢測及其波動(dòng)特性的研究

1、上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文管內(nèi)油氣兩相流動(dòng)空泡份額的檢測及其波動(dòng)特性的研究姓名：牛剛申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：工程熱物理指導(dǎo)教師：王經(jīng)20040901上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文管內(nèi)油氣兩相流動(dòng)空泡份額的檢測及其波動(dòng)特性的研究II時(shí)檢測兩組空泡份額信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)對信號(hào)進(jìn)行相關(guān)分析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(shí)驗(yàn)室中運(yùn)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)

2、標(biāo)定測量了不同模擬流型的空泡份額值測量結(jié)果表明本系統(tǒng)在靜態(tài)實(shí)驗(yàn)中的測量誤差小于6%4在油氣兩相流試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)標(biāo)定標(biāo)定結(jié)果表明空泡份額測量系統(tǒng)的精度大于95%(相對于滿量程)可以滿足工業(yè)現(xiàn)場對空泡份額率測量的精度要求5在管道內(nèi)徑為125mm的實(shí)驗(yàn)環(huán)路上對水平管和5種傾角(1o2o3o5o和10o)的傾斜管中的油氣兩相流動(dòng)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明管道傾角對油氣兩相流動(dòng)的流型變化有著重要的影響傾斜管

3、中與水平管中所產(chǎn)生的流型有著較大的區(qū)別在本文的實(shí)驗(yàn)條件下水平管產(chǎn)生分層流波狀層流和段塞流三種流型傾斜管中產(chǎn)生泡狀層流彈狀流和段塞流三種流型水平管中段塞流生成的臨界液相表觀流速為0.1132ms(120m3d)當(dāng)液相表觀流速小于此值時(shí)僅改變氣相流量無法生成段塞流流型傾斜管中彈狀流轉(zhuǎn)化為段塞流的臨界氣相表觀流速為0.09433ms(100m3d)段塞流的特征參數(shù)隨流動(dòng)條件的不同而發(fā)生變化并具有一定的規(guī)律性在相同的液相表觀流速下隨著氣相表觀流

4、速的增加段塞生成頻率下降在相同的氣相表觀流速下隨著液相表觀流速的增加段塞生成頻率增加隨著傾角增大段塞生成頻率增加6分析了氣液兩相流動(dòng)過程中空泡份額波的一維線性模型運(yùn)用譜分析和相關(guān)分析法對水平管和傾斜管中油氣兩相流動(dòng)的空泡份額波的頻率波速以及增長和衰減特性進(jìn)行了研究研究表明空泡份額波為低頻波在本文的實(shí)驗(yàn)條件下空泡份額波的頻率不大于3Hz不同流型的空泡份額波具有不同特征的幅譜和PSD曲線不同流型的空泡份額波的傳播速度不同當(dāng)氣相表觀流速一定時(shí)