输送管道内CO2气液二相流体空隙率实时检测方法与装置

摘要

近年来，随着我国进入工业化时代，大气污染的问题日益严重，节能减排已受到越来越多的关注，二氧化碳在大气中排放日益加剧的问题也引起了世界各国的重视，相关领域的研究人员以及众多学者为此进行着不断地探索和研究，在这样的背景下，出现了碳捕集与封存技术(CCS)，该项技术包括二氧化碳的捕集运输和封存三个环节，在二氧化碳的运输过程中，为节约运输成本等综合考虑，CO2需以液态输送，由于输送管道的距离远，在运输过程中不可避免地会发生损失压力、改变温度的情况，随之二氧化碳将由液态转换成气态，从而以气液二相流体的形式共存。为了准确得到输送管道内流体的运输状态，保证管道的安全运输，达到更好的节能增效目的，更好的控制流体运输过程，需要对二氧化碳气液二相流体的各参数进行测量。本文通过对二氧化碳气液二相流体空隙率测量方法的研究，拟用射线吸收原理设计传感器装置对二氧化碳气液二相流体的空隙率进行实时检测，并设计了相应的静态实验方案对该原理的可行性进行验证分析，得到了在各个温度下的实验数据，通过分析该实验数据，得出了CO2液体的线性吸收系数与温度之间的关系。本静态试验中的实验测量装置由本人设计，实验系统由清华大学核能与新能源研究设计院提供。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1．1 碳捕集与封存技术(CCS)

1．1．2 气液二相流

1．1．3 空隙率

1．2 空隙率检测技术的国内外研究现状

1．2．1 输送管道中的气液二相流

1．2．2 气液二相流空隙率测量技术的研究现状

1．3 本论文主要内容

第2章 气液二相流参数检测方法研究

2．2．2 速度式流量计

2．2．3 容积式流量计

2．2．4 质量流量计

2．3 气液二相流体基于现代传感技术检测方法

2．3．2 层析成像技术

2．3．3 光学法

2．3．4 射线法

2．4 本章小结

第3章 输送管道内CO2气液二相流体空隙率的实时检测

3．1 引言

3．2 二氧化碳气液二相流体实验装置系统

3．3 射线法检测技术应用于气液二相流体空隙率测量的物理学基础

3．3．1 γ射线的产生、性质、与物质的相互作用

3．3．2 γ射线吸收法测量原理

3．3．3 γ射线强度的测量方法

3．4 射线法测量方案设计

3．5 本章小结

4．1 引言

4．2 静态实验方案设计

4．2．1 静态实验装置

4．2．2 静态实验方案

4．3 实验测量结果

4．4 静态实验测量结果分析

4．5 本章小结

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

致谢