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内外电导传感器两相流含率测量研究

于雪连  
【摘要】:电导法测量是基于电学特性的两相流测量方法的一种,国内外对电导法测量气液两相流相含率主要以探针法、截面多电极法、纵向环形多电极法等为主,并已取得很大的进展。本课题在截面多电极法的基础上做了进一步改进,提出了内外电导式传感器的两种模型,即内外环形电导式传感器和多电极电导式传感器,分别分析了这两种传感器灵敏场特性及气液两相流相含率测量特点。主要完成的工作如下: 1从电导法测量两相流相含率机理出发,介绍了内外电导式传感器测量模型及其等效电路,提出了一种内外电导式传感器两相流截面平均相含率的计算方法。 2应用多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics?,建立了内外环形电导式传感器模型,实现了自动网格划分,并开展气液两相流的二维稳态仿真。 3应用COMSOL和MATLAB软件仿真,研究了内外环形电导式传感器敏感场的均匀性和灵敏性。分析了环形传感器在层流及分散流状态下气相含率与气相比重的关系,得到了气相含率与测量电压之间的关系,并通过模拟实验加以验证;分析了实验与仿真对比过程中误差产生的原因。 4对多电极电导式传感器分析了敏感场的均匀性和灵敏性;明确界定了多电极电导式传感器实际有效测量范围,得到了气泡半径、气相含率和实际有效测量范围之间的相互关系,并通过模拟实验验证了分析结果。


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