气液两相流流动参数的同轴线相位传感器测量

发布时间：2024-01-18 18:42

　　石油化工行业一直是当今社会人们关注并讨论的热点领域,因此专家学者对石油化工的研究从未停下探索的脚步。在众多的研究之中对于多相流的检测由于其重要性和复杂性正受到越来越多的重视,截面含气率是气液两相流中极为重要的流动参数之一。由于气液两相流各相关参数间的非线性特性及其流动机理的未知性,导致由宏观测量参数对两相流动的截面信息进行求解的机理性模型在短期内难以建立,而现有预测模型都受其自身的使用条件限制,因此截面含气率测量是科学研究和工业应用领域中未能解决的科学难题。本文设计出一种新型同轴线相位传感器,对垂直上升管气液两相流动参数进行研究。在理论分析及前期工作经验的基础上,计算并分析传感器结构参数,设计出了一种包含内电极和外电极的三体结构形式的新型同轴线相位传感器。搭建了新型同轴线相位传感器测量系统,包括硬件电路部分的设计、信号采集模块及测量系统搭建。在此基础上,进行了室内垂直管静态标定实验,研究分析了新型同轴线相位传感器在在不同频段下全含气范围内的响应特点,发现同轴线传感器响应在各个频率点下的相位差输出与含气率变化呈线性变化关系的规律。根据电磁波相位特性与气液两相介质间变化规律,建立了同轴线截...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 气液两相流的研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 气液两相流概述
        1.1.3 气液两相流参数介绍
        1.1.4 研究意义
    1.2 截面含气率研究现状及分析
        1.2.1 理论研究现状
        1.2.2 实验测量方法研究现状
        1.2.3 现有研究存在的问题
    1.3 微波技术在多相流领域的发展
        1.3.1 微波技术的应用和优点
        1.3.2 同轴线相位技术的应用和优点
    1.4 研究内容及创新点
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 创新点
第二章 同轴线相位测量技术
    2.1 同轴线相位测量方法概述
    2.2 同轴线相位技术测量原理和结构
    2.3 本章小结
第三章 新型同轴线相位传感器设计及系统搭建
    3.1 新型同轴线传感器系统总体方案设计
    3.2 新型同轴线传感器结构设计
    3.3 新型同轴线传感器硬件电路设计
        3.3.1 微控制器设计
        3.3.2 信号源模块设计
        3.3.3 功分器模块
        3.3.4 相位检测模块
        3.3.5 AD7606 多通道AD数据采集模块
    3.4 本章小结
第四章 新型同轴线相位传感器静态实验标定
    4.1 室内垂直管静态实验标定
    4.2 新型同轴线相位传感器响应分析
    4.3 本章小结
第五章 基于新型同轴线传感器的截面含气率模型与试验
    5.1 截面含气率实验测量装置
    5.2 垂直气液两相流截面含气率实验
        5.2.1 信号频率的确定
        5.2.2 同轴线截面含气率测量模型
        5.2.3 实验参数范围
    5.3 垂直气液两相流相位差输出信号分析
        5.3.1 相位差输出信号时频分析
        5.3.2 相位差输出信号和截面含气率与流量关系分析
    5.4 本章小结
第六章 基于量纲分析法的截面含气率模型与评价
    6.1 截面含气率模型参数分析
    6.2 截面含气率模型
    6.3 截面含气率预测模型评价
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果



本文编号：3879815