电导式纵向多极阵列油/水两相流测量方法研究

摘要

该文对于油/水两相流的测量问题,提出了一种由八个金属环型电极构成的新型电导式纵向多极阵列传感器.纵向多极阵列由八个环形金属电极沿管道轴向方向以一定间距平滑镶嵌在管道内部构成.多极阵列的八个电极中包含了一对激励电极、一对相含率测量电极以及两对流速测量电极,从而可以实现两相流相含率和流体速度的同时测量.由于现有环形传感器的结构尺寸在经验基础上或者是在对管道内部场分布的简单考察基础上提出的,因此仍需提出一套具体的纵向多极阵列的优化方案对其进行定量考察,以保证在测量时多极阵列传感器能够从流体的电场分布区域获取到尽可能多的流体分布信息,以提高两相流流量测量的精度.文中使用有限元方法对多电极阵列模型进行了优化计算.首先计算了电极阵列内部的电场分布,并提出了场分布的轴向均匀度和径向均匀度概念,并对多极阵列传感器内部的电场分布进行了定量考察.在此基础上利用定义的灵敏度概念,对不同的电极间距参数,计算出了相含率和速度测量电极对测量区域流体的灵敏度特性分布,并尽可能地保证了相含率测量电极对测量的流体区域的不同位置具有同等灵敏度的测量要求.为了保证测量电极能够从流体区域获得尽可能多的流场信息,文中通过定义的全新概念

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第一章绪论

1.1两相流检测技术及其意义

1.2两相流基本参数

1.3两相流检测技术现状

1.4本课题立意及主要内容

第二章电导法油/水两相流测量

2.1电导法测量两相流

2.1.1探针法

2.1.2平板电极法

2.1.3半圆环电极法

2.1.4截面多电极法

2.1.5环形纵向多极法

2.2电导法测量两相流方法总结

第三章纵向多极阵列电导式两相流测量传感器优化

3.1纵向多极阵列传感器的结构设计

3.2纵向多极阵列传感器优化

3.2.1传感器内部电场分布

3.2.2相含率测量电极优化

3.2.3相关速度测量电极优化

3.2.4纵向多极阵列传感器优化结论

3.3纵向多极阵列传感器优化方法总结

第四章基于运动波理论的油/水两相流测量模型

4.1两相流基本方程

4.2纵向多极阵列传感器的相含率测量原理

4.3相关速度测量原理

4.4基于运动波理论的两相流相关流量计测量模型

4.4.1油/水两相流运动波模型

4.4.2油/水两相流的实验分析

第五章结束语

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢