[发明专利]一种测量高温高压湿蒸汽流量的方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于属于油田中使用的一种测量高温高压湿蒸汽流量的方法与装置，具体是计算湿蒸汽干度以及通过的液体流量，从而计算出气液各相流的流量。

背景技术

湿汽是气液两相流的一种特殊形态，在能源动力、化工、冶金等工业中广泛存在。如果只有单相流体流过，其流动规律基本相同，根据其特性容易建立一个通用的数学模型，然而当两相或多相流体混合流动时，其物理性质和化学变化可能会发生巨大的变化。流体密度、粘度等，因此当气液同时存在时，那些单独气体或液体流动的理论和数学方程都不能再适用。但是随着技术上的日新月异，湿汽更是无所不在，航天技术以及核反应堆等更为明显。这也就迫使科学家们对湿气的广泛研究和实验，然而目前的测量方法相对比较复杂且代价较高。

目前，气液流量的测量方法大致归为两类，一是使气液预先分离，继而分别计量，这种方法看似简单精确，但仔细分析，气液同时流动，分离技术不但困难，而且相分离后再混合是否能和分离前流体的性质保持一致，且花费在分离技术上的成本也是可观的。因此具有一定的不现实性。二是目前也有许多如本文一样不进行气液分离而直接计量的方法，但这些技术往往用到伽马射线；微波；电容等，这种方法精度相对高，但这些原件对两相流的流态敏感，计算结果不易稳定，且价格昂贵，安装维修相当麻烦。

根据以上说明，本发明提供了一种结构相对简单，方法可行的测湿蒸汽流量的方法与装置。

发明内容

本发明的目的是为了测出湿蒸汽流量及气液各相的流量。预先不需对气液分离，可以通过各元件分别测量湿蒸汽状态，最终计算出湿蒸汽流量及气液各相流量。此装置和方法成本较低，维修及安装简单，且精度较高。

为了达到目的，其所用到的方法和数学公式大概如下：

所要测量的物理量有两个圆锥的直径分别为d₁和d₂，经过两个锥体时所引起的压降Δp₁,Δp₂.超声多普勒检测到两锥体之间的液相流量Q_l,以及管道的内直径D,根据所学知识可推出以下公式从而得出湿蒸汽的干度x,

H=y2Δp2y1Δp1=xa+b-xb---(1)]]>

其中H表示两个锥体相应压降Δp₁,Δp₂和几何尺寸d₁,d₂及管道直径D的函数关系式，而a和b则表示单纯汽水流量的H值。其中的