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基于V型内锥的水平管多相流流量测量研究

李伟  
【摘要】: 多相流是自然界和工业过程中一种十分常见但又非常复杂的流动过程,广泛存在于石油、化工、能源等各个行业。有效并精确的对多相流流量进行测量对工程设备运行的经济性和可靠性具有十分重要的意义。随着生产过程计量、节能和控制要求的提高,对多相流流量测量的精度和范围要求越来越高,如何有效的测量多相流流量具有非常深远的意义。 节流装置是利用差压法测量流体流量时用到的基本元件。由于其可靠性高、结构简单、安装方便、具有足够精度,因而将成熟的节流法测量流体流量的方法运用到多相流流量的测量中受到了广泛的研究。随着对节流装置研究的不断深入,二十世纪80年代中期出现了一种新型V型内锥式流量计,利用V形内锥式流量计能在更短的直管段条件下,以更宽的量程比对流体实现更准确更有效的流量测量。因而将V型内锥运用到多相流测量将是一个很好的研究方向。 在本课题的研究中,要完成了以下几个方面的工作: 1.总结了多相流测量特别是流量测量的现状与发展趋势。通过对已有的多相流流量测量技术的总结与比较,得出了应用节流法结合单相流测量的思想解决多相流测量的方案。 2.介绍了V型内锥式流量计的结构与原理,通过对其结构的分析得出了V型内锥式流量计的较其它节流流量计适用于多相流测量的优势。 3.在气/液两相流流量测量的研究中,从总结已有的多种测量模型入手,通过林宗虎模型、Murdock模型、均相流模型以及Chisholm模型的比较与对模型的修正,得出了在特定的工况下,不同流型下对应的最佳测量模型,并进行重复性实验,得到较好的结果。 4.在油水两相流的流量测量的研究中,以均相流模型作为研究的入口,并将实验范围拓展到了非均相的范围,通过了重复性实验的验证,并且达到了一定的精度。 5.在油/气/水三相流的流量测量的研究中,运用气/液两相流的测量模型对油/气/水三相流进行了实验研究,通过误差比较,林宗虎模型的误差较其他几种测量模型的误差要小,并从水流量和油水比两个方面对误差的原因进行了初步的讨论。


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