一种用于有机朗肯循环有机工质气液两相流型的测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于有机朗肯循环有机工质气液两相流型的测量装置，在有机朗肯循环系统中设置一可视化实验段，所述可视化实验段上连接有压差测量装置，所述压差测量装置连接数据采集仪，用于采集压差波动信号，所述数据采集仪以信号线连接到PC端；在所述可视化实验段的外侧安装一高速摄影仪，用于采集流型图像信号，所述高速摄影仪以信号线连接到PC端。本发明专利技术能够实现测量结果精确度高、内在特征强、准确性好。

【技术实现步骤摘要】
一种用于有机朗肯循环有机工质气液两相流型的测量装置
本专利技术涉及一种多相流测量
，尤其涉及一种用于有机朗肯循环有机工质气液两相流型的测量装置。
技术介绍
我国能源问题日趋严峻，中低温热源的利用潜力很大，基于中低温热源的有机朗肯循环的研究一直是重要课题。有机工质的流型对有机朗肯循环的传热具有重要影响，对有机朗肯循环准确的流型识别方法研究十分必要。传统的流型识别方法有两大类：一类是根据实验测量流动参数做出流型图；另一类是根据流型判据方法，先得到判据参数再判断流型。在实际工程应用中，往往更关心当前流型如何而不是参数如何，所以此种方法存在滞后反馈现象。现代流型测量方法从原理上可以分为两大类：直接法和间接法。常用的直接测量法包括目测法、图像观察法，直接法虽然直观但误差较大，主观性差异较大。不同观察者、不同时刻观察的结论可能不同。间接测量法是指通过测量包含流型流动信号的参数，如压力、温度、压差信号、含气率、电导信号等。分析波动参数信号，得到特征值，结合神经网络进行流型识别。该方法存在三个问题：一是提取的特征参数物理意义不明确，二是识别模型精度不高，三是流型识别滞后。特征参数的单一可能不能完全描述流动特性，某些特征值物理意义不明确也不能反映流动内在机理，工程应用中需要时刻关注当前参数下的流型，导致此方法的识别效果不是特别理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术不足，提出一种精确度高、内在特征强、准确性好的用于有机朗肯循环有机工质气液两相流型的测量装置。为实现本专利技术的目的，本专利技术提出一种技术方案来实现：一种用于有机朗肯循环有机工质气液两相流型的测量装置，在有机朗肯循环系统中设置一可视化实验段，所述可视化实验段上连接有压差测量装置，所述压差测量装置连接数据采集仪，用于采集压差波动信号，所述数据采集仪以信号线连接到PC端；在所述可视化实验段的外侧安装一高速摄影仪，用于采集流型图像信号，所述高速摄影仪以信号线连接到PC端。所述可视化实验段设置为8×8矩形阵列的垂直棒束通道。所述可视化实验段的管径10mm，长度1200mm。所述可视化实验段由有机玻璃棒材料构成。所述高速摄像仪采集频率为10000Hz，采集时间为30秒。所述压差测量装置为差压变送器，所述压差测量装置的采集频率为1000Hz。适用的工况为中低温地热源温度范围是150℃以下。与现有技术相比，本专利技术具有的优点：本专利技术能够实现测量结果精确度高、内在特征强、准确性好，具体为利用高速摄影仪、差压变送器、数据采集仪和可视化管路对不同流型的流动参数信号进行动态采集；将采集到的流型图像和压差波动信号进行预处理，再将流型的压差信号进行多尺度化计算，进而计算不同流型的边际谱熵，接着可以得到不同流型信号的频域细节，提取流型压差信号的特征熵；将提取的特征熵送入到支持向量机学习器中，通过深度学习对其进行智能分类，最后得到流型识别结果。本专利技术适用于中低温热源朗肯循环发电系统工况。附图说明图1是测量装置结构示意图。附图标记:1-供水管，2-回水管，3-灌水井，4-供水井，5-换热器，6-可视化实验段，7-高速摄影仪，8-压差测量装置，9-数据采集仪，10-膨胀机，11-发电机，12-冷凝器12，13-给水泵。具体实施方式下面通过具体实施例和附图对本专利技术作进一步的说明。本专利技术的实施例是为了更好地使本领域的技术人员更好地理解本专利技术，并不对本专利技术作任何的限制。如图1所示，一种用于有机朗肯循环有机工质气液两相流型的测量装置，适用工况为中低温地热源温度范围是150℃以下，在有机朗肯循环系统中设置可视化实验段6，所述可视化实验段6上连接有压差测量装置8，本实施例所述压差测量装置8为差压变送器，所述压差测量装置8连接数据采集仪9，用于采集压差波动信号，所述压差测量装置8的采集频率为1000Hz，所述数据采集仪9以信号线连接到PC端；在所述可视化实验段6的外侧安装一高速摄影仪7，用于采集流型图像信号，所述高速摄像仪7的采集频率均为10000Hz，所述高速摄影仪7以信号线连接到PC端。所述可视化实验段6设置为8×8矩形阵列的垂直棒束通道，所述可视化实验段6的管径10mm，长度1200mm，所述可视化实验6由有机玻璃棒材料构成。本专利技术具体连接方式如下：供水井4与供水管1连接，回水管2与灌水井3连接，供水管1、回水管2分别于连接到换热器5，换热器5与膨胀机10、冷凝器12以及给水泵13组成有机郎肯循环系统，膨胀剂10连接发电机11，换热器5的下游管道上连接可视化实验段6，高速摄影仪7位于可视化实验段6前方，采集图像信号输送至PC端连接，可视化实验段6上连接有压差测量装置8，压差测量装置8采集压差波动信号，压差测量装置8与数据采集仪9连接，数据采集仪9连接到PC端，膨胀机10与实验段6、发电机11连接，冷凝器12与膨胀机10、给水泵13连接，给水泵13与板式换热器5连接。所述可视化实验段6是8×8矩形阵列的垂直棒束通道，管径10mm，长度1200mm的有机玻璃棒，压差测量装置8采集频率为1000Hz。测量系统中可视化实验段6是气液两相流纵掠管束组件外通道，光源为6400K色温的三基色光管，光线明亮无闪烁。高速摄影仪7采用瑞士公司研发的高速摄像(SpeedCamVisario)系统，其分辨率为1536×1024，采集频率为10000Hz，采集时间为30秒。PC端软件测量程序是基于自动检测技术用MATLAB软件实现的,程序步骤如下:1)预处理：对数据采集仪9采集压差波动信号及高速摄影仪7采集图像信号图像信号去噪；2)对经上述预处理后的压差波动信号进行多尺度频域熵分析，提取有效特征熵；3)流型识别：通过上述提取到的有效特征熵，采用支持向量机学习器对流型压差信号进行分类；4)流型对比确定：与上述步骤1)图形信号进行对比，确定识别结果，识别得到四种流型，分别细泡流、细泡-搅混流、搅混流、环状流。本专利技术根据上述测量方法步骤，计算得到的样本数据如下表所示：应当理解的是，这里所讨论的实施方案及实例只是为了说明，对本领域技术人员来说，可以加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本专利技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于有机朗肯循环有机工质气液两相流型的测量装置，其特征在于，在有机朗肯循环系统中设置一可视化实验段，所述可视化实验段上连接有压差测量装置，所述压差测量装置连接数据采集仪，用于采集压差波动信号，所述数据采集仪以信号线连接到PC端；在所述可视化实验段的外侧安装一高速摄影仪，用于采集流型图像信号，所述高速摄影仪以信号线连接到PC端。

【技术特征摘要】
1.一种用于有机朗肯循环有机工质气液两相流型的测量装置，其特征在于，在有机朗肯循环系统中设置一可视化实验段，所述可视化实验段上连接有压差测量装置，所述压差测量装置连接数据采集仪，用于采集压差波动信号，所述数据采集仪以信号线连接到PC端；在所述可视化实验段的外侧安装一高速摄影仪，用于采集流型图像信号，所述高速摄影仪以信号线连接到PC端。2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述可视化实验段设置为8×8矩形阵列的垂直棒束通道。3.根据权利要求1所述的测量装...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵军，尹洪梅，王永真，安青松，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12