长喉颈文丘里管与近红外光谱技术的气液两相流测量研究

发布时间：2020-10-20 20:22

　　 气液两相流是最为常见的两相流体系之一,广泛存在于日常生活、军事、环境、能源等诸多领域。气液两相流动研究既有重要的理论意义,又有重大的工程应用价值。结合气液两相流研究现状,采用近红外光谱技术与差压法测流量相结合的测量手段,提出了将近红外系统布置于长喉颈文丘里管喉管位置的新结构,使测量过程中的近红外信息与差压信息结合的更紧密更有效,同时优化了测量系统的细节设计,提高了测量准确度。利用新型测量装置在单相水流量0-11m~3/h范围内进行了实验,拟合得到了装置的流出系数,单相水流量测量相对误差在±1.47%以内。利用新型测量装置对水流量范围8-11m~3/h,气流量范围0.12-0.6m~3/h的泡状流及水流量范围0.4-3m~3/h,气流量范围0.12-0.6m~3/h的弹状流工况下的气液两相流进行了实验研究。结合典型流型流动特征合理构建了流动模型,针对性的分析了气液两相交界面对近红外测量结果的影响,并建立了新的相含率测量模型。对经典流量测量模型进行合理修正得到了适合本装置的流量测量模型。新型测量装置对气液两相流的测量效果较好,所得新模型的测量误差较小。在泡状流工况下的液相体积含率测量相对误差在±0.52%以内,气相体积含率测量相对误差在±10%以内,两相流总流量测量相对误差在±1.01%以内,采用预估液相流量的组合测量方式得到的液相体积流量测量相对误差在±1.08%以内,气相体积流量测量相对误差在±14.29%以内;在弹状流工况下的液相体积含率测量相对误差在±4.85%以内,气相体积含率测量相对误差在±21.61%以内,两相流总流量测量相对误差在±4.26%以内,采用组合测量方式得到的液相体积流量测量相对误差在±4.46%以内,气相体积流量测量相对误差在±23.34%以内。研究表明,新型测量装置结构设计较合理,相含率及连续相的测量准确度较高。论文对两相交界面进行了针对性分析,为后续实验研究提出了改进设想。
【学位单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH814
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 气液两相流特征参数
        1.2.1 流型
        1.2.2 流量
        1.2.3 相含率
    1.3 两相流流量计量研究现状
    1.4 两相流相含率计量研究现状
    1.5 课题来源
    1.6 创新点
第2章 气液两相流测量系统优化
    2.1 引言
    2.2 新型测量装置的基本结构
    2.3 新型测量装置的仿真定型
    2.4 本章小结
第3章 气液两相近红外透过性静态实验
    3.1 液相对近红外光线吸收作用
    3.2 交界面对近红外光线折射、反射作用
    3.3 对比分析
    3.4 本章小结
第4章 单相流量测量实验与分析
    4.1 单相流量测量实验
    4.2 单相流量测量理论分析
    4.3 实验数据处理与分析
    4.4 本章小结
第5章 泡状流相含率与流量测量实验与分析
    5.1 泡状流相含率与流量测量实验
    5.2 相含率测量理论分析与数据处理
        5.2.1 相含率测量理论分析
        5.2.2 相含率实验数据处理
    5.3 流量测量理论分析与数据处理
        5.3.1 流量测量理论分析
        5.3.2 流量实验数据处理
    5.4 预估液相流量的迭代算法
    5.5 本章小结
第6章 弹状流相含率与流量测量实验与分析
    6.1 弹状流相含率与流量测量实验
    6.2 相含率测量理论分析与数据处理
        6.2.1 相含率测量理论分析
        6.2.2 相含率实验数据处理
    6.3 流量测量理论分析与数据处理
        6.3.1 流量测量理论分析
        6.3.2 流量实验数据处理
    6.4 基于新型测量装置的组合测量效果验证
    6.5 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间取得的科研成果

【参考文献】

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本文编号：2849116