管内相分隔双压差在多相流双参数测量中的应用

发布时间：2022-01-06 00:33

　　应用管内相分隔技术可以产生沿管道横截面的径向压差和沿管壁变化的轴向压差,研究表明,径向压差与两相流的总流量和相含率呈一定函数关系,若轴向压差与两相流的总流量和相含率也呈一定的函数关系,那么就可以通过双压差（轴向压差和径向压差）的联立实现多相流双参数的测量。以油水两相流为例,系统研究了基于管内相分隔产生的轴向压差在多相流测量的理论机理,并结合径向压差进行了实验验证。结果表明,在管内相分隔状态下,旋流器下游某两截面之间的轴向压差与油水两相流的总流量和体积含油率呈一定的函数关系,两者的实验值和理论值之间的相对误差分别在±1.05%和±9.84%以内;通过双压差的联立,可以求出某一状态下两相流的总流量和相含率,两者的实验值和理论值之间的相对误差分别在±1.13%和±6.89%以内,验证了基于管内相分隔双压差在多相流双参数测量应用的可行性。 

【文章来源】：化工学报. 2020,71(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

实验系统和装置

在管内相分隔状态下，两相流更接近理想的分相流动模型，因此可参考林宗虎[29-30]研究气液两相流流经孔板、文丘里管和喷嘴的方法，来建立所选定的旋流器下游两截面的壁面轴向压降（不考虑重位压降）与两相流质量流量之间的关系。以油水两相流为例，当油水两相流同时流过两截面之间管段时，由于油水两相流是不可压缩的流体，油水两相的流量系数相同，采用分相流动模型，两相流所产生的壁面轴向总压降应等于油水两相分别产生的壁面轴向压降（不考虑重位压降）的线性叠加。假定油水两相的总流量一定，当油水两相流完全独立流过旋流器下游两截面之间的管段，在流动过程中不发生相变和膨胀，则油相和水相的流量计算式为

在管内相分隔状态下，旋流器下游某两截面之间的轴向压差与油水两相流的总质量流量和体积含油率呈一定函数关系，当测量出旋流器下游某两截面之间的轴向压差后，若油水两相流的总质量流量和体积含油率中的任一参数已知，就可以求出另一参数。经过实验验证，体积含油率和总质量流量的相对误差分别在±9.84%和±1.05%以内。采用径向压差和轴向压差的双压差组合测量方式，在旋流器下游0.075 m的横截面上，油水两相流的体积含油率和质量流量的相对误差分别在±6.89%和±1.13%以内，证明了基于管内相分隔的双压差测量多相流双参数的可行性。符号说明

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于管内相分隔的径向压差在多相流测量的应用[J]. 王帅,王栋,董宝光,李瑞华.  化工学报. 2018(12)
[2]Supersonic swirling characteristics of natural gas in convergent-divergent nozzles[J]. Wen Chuang,Cao Xuewen,Yang Yan and Zhang Jing Department of Oil and Gas Engineering,China University of Petroleum,Qingdao,Shandong 266555,China.  Petroleum Science. 2011(01)
[3]超声速旋流天然气分离器的旋流特性数值模拟[J]. 曹学文,陈丽,杜永军,林宗虎.  中国石油大学学报(自然科学版). 2007(06)



本文编号：3571355