基于热学原理的小通道气液两相段塞流参数检测方法研究

【摘要】：随着微小型的设备越来越多地在工业领域出现,小通道尺度下的两相流研究受到更多的关注,段塞流是小通道尺度下气液两相流的主要流型之一,速度分布范围很广,因此,对小通道两相段塞流参数检测技术的研究显得尤为重要。本论文针对小通道参数检测方法匮乏的现状,依据当前两相流研究的技术路线,提出将单相流体检测中成熟应用的热式测量方法应用于小通道两相段塞流参数检测,并通过建立待测对象软测量模型的方法,实现对待测参数的计算。设计并实现了一套可用于小通道气液两相段塞流参数检测的热式测量系统,并对小通道气液两相流流速和分相含率的测量问题进行了研究。 本论文的主要工作和创新点如下： (1)结合传统单相流热式流量计的结构特点,设计并实现了一套用于小通道气液两相流参数检测的热式测量系统,进行了传感器结构设计、系统传热分析、电路设计和软件设计等方面的研究实践。在内径为3.34mm、1.26mm和0.76mm的管道上进行了气水两相流参数测量实验,系统输出的测量信号能有效反映段塞流的流动特性,验证了热式测量系统的可行性。 (2)应用互相关信号处理方法对流体温度信号进行处理,实现了对气液两相段塞流型下平均流速的测量,实验结果与事实相符,为小通道两相段塞流流速测量提供了一种可靠途径。 (3)根据传热原理,分别运用BP神经网络和LS-SVM方法建立两相流容积流量含气率与流体流速和恒温差测量信号间的数学模型,并实现对容积流量含气率的计算。研究结果表明,两种建模方法都能实现对容积流量含气率的测量,方法是有效的。

【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK124