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气液两相泡状流流速声电双模态测量方法技术

技术编号:15954906 阅读:144 留言:0更新日期:2017-08-08 09:54
本发明专利技术涉及一种气液两相泡状流流速声电双模态测量方法,采用内含双压电陶瓷晶片的超声换能器和电容电导传感器,包括:获取含水率H;测量空间内气泡的平均真实流速;计算连续液相和离散气相之间的曳力;计算管壁对连续液相的剪切力;利用数值迭代类算法求得液相的真实流速;计算液相表观流速和液相表观流速;根据对于两相流总表观流速的定义,计算气液泡状流总表观流速。

【技术实现步骤摘要】
气液两相泡状流流速声电双模态测量方法
本专利技术属于流体测量
,涉及一种超声传感器与电学传感器组合的测量方法,用于气液两相泡状流分相流速的无扰动式测量。技术背景两相流广泛存在于日常生活与工业生产过程中,例如食品加工,生物工程,化工产业,冶金工业和石油产业等行业,主要表现形式包括气液两相流、液液两相流、液固两相流和气固两相流等。与单相流相比,两相流的流动状态更为复杂,因此两相流的在线过程参数检测一直是科研和工业产业界关注的重点。气液两相流含水率和流速(流量)的测量对流动状态监测、实际生产安全等方面具有重大意义。然而,气液两相流因其具有流动状态变化剧烈,瞬时含率、流速波动大的特点,难以实现流动过程参数的无扰动式测量。水平管道气-液两相流中,当气体流量较低、液体流量较高时,其流动状态呈现为典型的泡状流。泡状流的流动形态为液体携带大量细小气泡在管道内流动。目前,气液两相流的流速(流量)测量主要包括两种方式:单相流量计和互相关流量计。单相流量计优势在于测量行为通常较为直接,例如涡轮式流量计,但节流装置会对流体的流动状态产生扰动和破坏并带来压损,从而影响测量精度。而文丘里流量计或者差压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气液两相泡状流流速声电双模态测量方法,采用一个内含双压电陶瓷晶片的超声换能器和电容电导传感器;超声换能器的测量空间可以覆盖整个管道截面,从而获取两相流总表观流速;电容电导传感器用于获取分相含率;所述超声换能器安装于管道底侧,换能器内部双晶片均被倾斜安装于声耦合材料上,以保证晶片的法线方向与水平流动方向夹角为θ;所述双晶片超声换能器用来发射和接收超声波;其中,换能器一侧晶片负责发射超声波,另一侧晶片负责接收超声波,且在上述两晶片之间放置隔音材料以抑制干扰;所述电容电导传感器与超声换能器同时安装于管道之中;该测试方法包含如下步骤:1)将电容电导传感器作为电导传感器,利用其测量数据获取含水率H;...

【技术特征摘要】
1.一种气液两相泡状流流速声电双模态测量方法,采用一个内含双压电陶瓷晶片的超声换能器和电容电导传感器;超声换能器的测量空间可以覆盖整个管道截面,从而获取两相流总表观流速;电容电导传感器用于获取分相含率;所述超声换能器安装于管道底侧,换能器内部双晶片均被倾斜安装于声耦合材料上,以保证晶片的法线方向与水平流动方向夹角为θ;所述双晶片超声换能器用来发射和接收超声波;其中,换能器一侧晶片负责发射超声波,另一侧晶片负责接收超声波,且在上述两晶片之间放置隔音材料以抑制干扰;所述电容电导传感器与超声换能器同时安装于管道之中;该测试方法包含如下步骤:1)将电容电导传感器作为电导传感器,利用其测量数据获取含水率H;2)通过对超声换能器所获取的接收信号进行傅里叶变换可得到其频率f,将其与超声发射信号的频率f0相减,得到测量空间内散射体运动所引起的频移fd=f-f0,测量空间内气泡的平均真实流速其中,为平均频移,C为声波在固体声耦合材料中...

【专利技术属性】
技术研发人员:谭超董虓霄董峰
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:天津,12

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