[发明专利]一种用于晃动塔器流场检测实验的取样装置及其流场分析方法

说明书

本发明提供了一种用于晃动塔器流场检测实验的取样装置及其流场分析方法，该装置可用于海上天然气预处理塔器研发实验。取样装置包括取样板体、圆形塔截面取样孔、扇形壁流取样孔。为对海上复杂晃动对液体分布进行充分研究，该取样装置的分析方法有：径向均匀性分析、区域均匀性分析、圆周均匀性分析和整体均匀性分析。通过该取样装置在塔器实验中进行实验并对流场进行不同角度分析，获得晃动对塔器的影响结果，从而促进海上天然气预处理塔器的研发。

技术领域

本发明涉及一种塔器流场检测实验的取样装置及其流场分析方法，具体涉及一种用于晃动塔器流场检测实验的取样装置及其流场分析方法，属于塔器流场检测技术领域。

背景技术

我国南海海域蕴藏着丰富的石油天然气资源，其开发具有重要战略意义。相对于陆地资源，海洋油气开发难度大，情况复杂，需要研发适用于海洋的相关开发和处理设备。塔器作为天然气预处理的重要设备，其流场分布对处理效果和处理效率有重要影响，目前陆上常规流场检测装置应用简单，不适用于具有复杂晃动的海上塔器，因此在塔器研发中，必须设计出合适的流场取样装置，并配以适当且全面的分析方法，以对塔器截面流场进行准确科学的分析。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，根据本发明的一个方面，本发明旨在提出一种用于晃动塔器流场检测实验的取样装置，并给出在晃动下装置的流场分析方法，以供研究塔器液体分布的均匀性。

方案一：一种用于晃动塔器流场检测实验的取样装置，包括：取样板体，取样板体的形状为圆形，装入塔器后与塔内壁紧密接触，以防液体从缝隙中流出造成取样不准；取样板体上开设有若干个圆形塔截面取样孔，若干个圆形塔截面取样孔的布置形式是由取样板体中心向外发散布置；所述取样板体的外圈均匀开设有多个扇形壁流取样孔。

在海上塔器研究中，要充分考虑各种晃动对流体分布的影响，为获得足量且准确的实验数据，需要对取样点的流量进行多角度的分析。本发明取样装置具有以下分析角度：塔器截面整体取样分析、塔器截面环形取样分析、塔器截面扇形取样分析、塔器截面六边形区域取样分析、塔器截面径向取样分析。

方案二：一种用于晃动塔器流场检测实验的取样装置的流场分析方法，该方法是基于方案一所述的用于晃动塔器流场检测实验的取样装置实现的，

该方法定义为：塔器截面整体取样分析，使用取样板体上所有的圆形塔截面取样孔和扇形壁流取样孔的流量数据，求得塔截面液体分布的不均匀度，得出塔器在该截面位置上的液体分布均匀度评价；该方法以整体不均匀度M_f0为分布均匀性评价指标，计算公式如下：

式中，Q_i0为第i个孔口的流量值，m³/s；为N₁个孔口的平均流量值，m³/s。

该方法使用取样板体上所有取样孔流量数据，包括塔截面取样孔和壁流取样孔，分析综合性较高，适合各种形式的晃动。

方案三：一种用于晃动塔器流场检测实验的取样装置的流场分析方法，该方法是基于方案一所述的用于晃动塔器流场检测实验的取样装置实现的，

该方法定义为：塔器截面环形取样分析，该方法将取样板体上按不同半径分成N₂个环形区域，求出每个环形上圆形塔截面取样孔流量的平均值，以评价液体在不同环形区域上分布的均匀性，该方法以环形分区不均匀度M_f1为分布均匀性评价指标，计算公式如下：