气水两相流局部速度相关测量方法研究

摘要

多相流是指流体中同时含有两种或两种以上物质(相)的形式。两相流是多相流一种特殊流动形态，广泛存在于自然界和工业生产过程中。由于两相流动过程复杂，存在剧烈的变化，因此对其参数的精确测量一直是国内外科研人员研究的重点和难点，其中两相流速度的测量对于工业过程的控制有着重要的指导意义。
　　 论文从两相流的流动机理以及流动过程参数检测的基本原理出发，总结了两/多相流的测量方法，提出了一种结合截面信息技术与相关测量理论的气水两相流典型流型下的局部速度测量方法，搭建了用于两相流速度测量的截面信息相关测量系统，并得到了较为理想的局部速度测量结果。主要完成的工作如下：
　　 (1)阐述了相关测量理论在两/多相流领域的发展历程、基本原理以及数学模型，总结了将截面信息测量技术与相关测量理论相结合测量气水两相流速度的具体思路以及实现方案。
　　 (2)提出了一种基于“场心”位置的两相流局部速度测量方法。建立了敏感场模型进行仿真，得到反映敏感场内部变化的“场心”，并对所获得的“场心”位置的有效性进行了分析。
　　 (3)设计并搭建了用于两相流速度测量的截面信息测量系统。测量系统应用PⅪ模块化仪器和FPGA技术，可以提高系统的性能以及实现对系统的调整控制。不同测量模型的建立提高了系统的采集速度。
　　 (4)应用搭建的平台进行动态实验。对动态实验所得到的流型数据进行数据的预处理，包括信号的滤波以及优质信号的筛选等，并应用相关算法对数据进行分析，得到相关速度。应用建立的“场心”确定了气水两相流两种典型流型下的局部速度，并分析了系统的测量精度与测量范围。