【摘 要】
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该文对油气两相流的瞬态特性从实验和数值模拟两方面进行了详细的研究.成功地研制了一个高精度的电容式油气两相流份额传感器.该传感器的特点是无部件插入管道内部,结构简单
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该文对油气两相流的瞬态特性从实验和数值模拟两方面进行了详细的研究.成功地研制了一个高精度的电容式油气两相流份额传感器.该传感器的特点是无部件插入管道内部,结构简单、敏感元件与测量电路集成一体,排除了寄生电容和杂散电容的影响,使测量精确度和稳定性大幅度提高,输出是直流电压信号,便于计算机自动采集数据,动态反应快,适于实时在线测量.该传感器可用于管内油气两相流含液率测量、流型识别、两相流量测量和流动状态监测等等.建立了国内第一个油气两相流瞬态实验测量系统.实验管路由水平管、垂直下降和垂直上升管组成,实验管道为内径29mm的有机玻璃管,总长17m,测量工质为压缩空气和30<'＃>m机油.压力、压降、含液率和出口液体流量测量均采用输出为电信号的仪表,与计算机数据采集系统结合,实现了流动参数的自动测量和记录.该数据采集系统可以同时采集16路信号,采集频率达1kHz.使用该文研制的电容式相份额传感器,实现了流型的自动识别和记录.该测量系统可以进行管线入口流量调节、管线启停、通球清管瞬态实验,也可以进行稳态实验.建立了一个的油气两相流瞬态模型.对两相流体做局部动量平衡假设,使用与流型有关的机理性模型,把这一复杂的流动问题转化为一种在数学上容易求解的形式.该模型中包含了一个适于水平和眚管道的统一的瞬态流型判定法,即弹状流特征分析法.求解方法中采用了隐式的有限差分格式,可以取较大的时间步长,这一点使得该文模拟方法能与实际油气管线的瞬态过程的过渡时间较长相适应.该模型可以模拟客线入口流量变化,通球等瞬态过程,也可以模拟稳态流动特性.通过使用实验数据对模型的检验,该文所建立的瞬态模型和瞬态通球模型的模拟结果与实验有良好的一致性,这为进一步开发实用的油气两相流模拟软件打下了良好的基础.
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