利用双差压式节流装置测量湿气

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2、灌-绳I嘲0___学科专业：检测技术与自动化装置作者姓名：堂塑——指导教师：棣英副教授天津大学研究生院2008年8月摘要气液两相流是工业领域中一种常见的流动形态，湿气作为气液两相流的一种特殊形态，广泛存在于石油、天然气、化工、能源、冶金、管道运输、医药等各个行业，因此对湿气进行准确的在线分相计量具有非常重要的意义。本文以湿气测量为主要研究内容，在对内锥节流装置和文丘里节流装置湿气测量特性的研究基础上，提出了一种基于内锥和文丘里的双差压湿气测量装置及测量方法，实现了湿气在线非

3、分离的分相计量。本文主要完成了以下的工作：1．对内锥流量计在单相气体测量和湿气测量条件下的相对压力损失进行了实验研究，总结了在这两种情况下内锥流量计的压损特性。2．通过实验对内锥和文丘里的湿气测量特性进行了比较研究，提出了一种湿气测量的新方法，分析了两种流量计湿气虚高特性差异的机理，在此基础上对样机的组合结构进行了优化设计，建立了两套双差压式湿气测量装置样机。3．通过实验分析了两套样机在低压工况下，液相含率、Froude数、压力对样机中内锥流量计和文丘里管虚高特性的影响规律。在实验的基础上对Deleeuw文丘里管虚高模型进行了修正，给出了两种节流比的内锥在低压工况

4、条件下的虚高模型。4．对内锥流量计和文丘里管湿气测量中气液两相的测量精度进行了对比分析，得出文丘里具有较高的液相测量精度，内锥具有较高的气相测量精度，且气液两相精度相互依赖。在此基础上提出了两流量计虚高模型相互迭代的修正方法，通过迭代修正，获得了精度较高的测量值。实验结果表明，对于体积含气率大于99％的湿气，两种组合样机气相流量测量的相对误差在±2％以内，液相流量测量的满度误差在±10％。关键词：湿气测量、GVF、GMF、内锥、文丘里、双差压、虚高模型、迭代修正AbstractThegas—liquidtwophaseflowphenomenaareverycom

5、moninmanyfieldsofindustries．Asaparticularsubsetofgas-liquidtwophaseflow,wetgasiswidelyexistsinindustriessuchaspetroleum，naturalgas，chemicalengineering，energysources，metallurgy,pipelinetransportandmedicineengineeringetc．．Soitisofgreatimportancetoaccuratelymeasuretheindividualflowrateso

6、feachconstiuentrealtime．Here，wetgasmeteringisthemaintaskinthisresearch．Afterdiscoverthewetgasmeteringcharacteristicsofconeandventuriflowmetersrespectively，anovelprototypeofdoublepressuredifferentialdevicecomposedofoneconeandoneventuretubeispresentedandanewmethodtomeasuretheindividualf

7、lowratesisadvancedwithoutanyconditioning，aswellaspartial—andfullseparation．Themainlyresearchworksareasfollows．1．Studyingonthepermanentpressurelossofdifferentialpressureflowmeters，andthedifferenceofpermanentpressurelossofVconeflowmetersintermsofsinglephaseflowconditionandwetgasflowcond

8、ition．2．Onthebasisofcomparingthedifferenceofwetgasmeteringcharacteristicsofconeandventuriflowmeter,anewmethodofwetgasmeteringisobtained．Derivingfromthemechanismofthedifferenceof“overreading”，Thedesignofthedoubledifferentialpressuredeviceisoptimizedsuccessfullyandtwowetgasmeteringsyste

9、mwere