[发明专利]利用光纤探针法测量气液两相流的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及流体测量领域，具体是一种利用光纤探针法测量气液两相流的方法和装 置。该装置可以识别气液两相流的各相含量、速度和流量，以及总体平均速度、流量。

背景技术

工程上广泛存在着两相流的流动现象，其中以气液两相流最为普遍。例如石油输运管 道内、水轮机转子周围、大气云层内的对流等，都属于气液两相流流动。通过两相流流动 流动参数进行测量，了解其特性及变化规律，对于相关科研、设计以及生产具有十分重要 的意义。与单相流相比，两相流由于在相界面各相间存在传质，甚至化学反应，而且在时 间、空间上随机可变，使得诸如各相含量、流速、流量以及总体速度、流量等流动参数的 检测更具复杂性，难度很大。迄今为止，已有的检测技术和方法大多是建立在单相传感器 基础上的检测手段，获得的信息量小，而且无法对两相流的整体特性进行实时观测描述。 气液两相流的测量涉及的参数以及表现形式如下：

1.流量

(1)气液两相流的质量流量：

G＝G_g+G_l，

其中，G总质量流量；G_g和G_l分别为气相和液相质量流量。

(2)气液两相流的体积流量：

Q＝Q_g+Q_l，

其中，Q总体积流量；Q_g和Q_l分别为气相和液相体积流量。

2.流速

(1)气液分相速度

wg=QgAg;wl=QlAl,]]>

其中，w_g和w_l分别为气相和液相分速度；A_g和A_l分别为气相和液相流体通过的截面积。

(2)气液分相表观速度

wsg=QgA;wsl=QlA,]]>

w_sg和w_sl分别为气相和液相表观速度；流通截面积

A＝A_g+A_l。

3.密度

(1)流动密度

ρf=GQ.]]>

(2)真实密度

ρ＝αρ_g+(1-α)ρ_l，

其中，ρ_g和ρ_l分别为气相和液相流体密度；α是截面含气率，也称空隙率。

4.分相含率

(1)截面含气率(空隙率)