科氏流量计测量气液两相分层流的模型研究

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而今工业中遇到越来越多的气液两相流流量计量的问题,研究气液两相流参数对于过程控制、装置安全运行具有重要意义。科氏流量计在石化、储运等领域应用广泛,人们开始考虑将其应用到气液两相流计量当中。但是实际测量结果不理想,存在较大误差。目前还没有一种模型能够完全模拟这种测量状态,严重制约了科氏流量计在气液两相流中的应用,影响石油、化工等过程的在线控制和安全运行。为了将科氏流量计成功运用到气液两相流当中,本文对其测量气液两相流的过程进行初步探索研究,从机理上进行建模,基于分相的双流体模型,对测量管、空气、水分别受力分析,推导出科氏流量计测量气液两相平滑分层流的振动方程以及测量管频率的计算公式,并与实验所得结果进行比较,探究模型的准确性。结果显示,在高含气率(99%左右)情况下,振动频率理论所得结果和实验所得结果相对误差在10%以内。在理论和实验研究的基础上,分析振动频率误差产生的原因,为科氏流量计的理论研究和选型设计提供资料。同时推算测量平滑分层流时科氏流量计两端测出的时间差的计算式,初步探索其测量气液两相流的机理,为深入研究打下基础。本文主要结论包括:1.气液两相作平滑分层流时,在气液各相体积流量、运动粘度已知的情况下,可以得到截面含气率。模型所得截面含液率变化规律与实际一致。2.测量管振动频率与测量管结构、截面含气率等参数有关。3.气液两相流装置得到的频率与模型计算得到的频率相对误差在10%以内,说明频率模型对于气液两相流有一定的适用性。4.气液两相作平滑分层流时,随着气液两相流质量流量的增大,时间差增大。
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