[发明专利]一种基于文丘里的低含液率湿气两相流量测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于文丘里的低含液率湿气两相流量在线测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在测量管道上安装文丘里管进行低含液率湿气流量测量实验；

采集文丘里管上游取压点和喉部取压点之间的湿气压差ΔP₁、上游取压点和下游取压点之间的湿气压损ΔP₂，流经文丘里管的湿气压力P、湿气温度T，以及记录通过气相和液相的质量流量m_g和m_l；

S2、根据湿气压力P和湿气温度T计算得到气相和液相的密度ρ_g和ρ_l，根据伯努利方程和连续性方程得到湿气两相表观总质量流量m_apparent；

S3、定义两相质量流量系数K，根据步骤S1得到的气相质量流量m_g、液相质量流量m_l、湿气压差ΔP₁、湿气压损ΔP₂，以及步骤S2得到的气相和液相的密度ρ_g和ρ_l、湿气两相表观总质量流量m_apparent，建立两相质量流量系数K与Fr_g、Fr_l和ρ_g/ρ_l之间的关系式，关系式如下：

K＝aFr_l+b

a＝f(Fr_g,ρ_g/ρ_l)

b＝f(Fr_g,ρ_g/ρ_l)

其中，Fr_g和Fr_l分别气相和液相密度弗劳德数，m_l液相质量，m_g气相质量，a为斜率，b为截距；

S4、根据步骤S1得到的液相质量流量m_l、湿气压差ΔP₁和湿气压损ΔP₂，以及步骤S2得到的气相和液相的密度ρ_g和ρ_l，建立液相密度弗劳德数Fr_l和压损比δ及气液密度比ρ_g/ρ_l之间的关联式，关联式如下：

Fr_l＝f(δ,ρ_g/ρ_l)

其中，δ＝ΔP₂/ΔP₁；

S5、根据两相质量流量系数K和两相表观总质量流量m_apparent，构建气相质量流量的计算模型；

S6、采集待测量湿气通过文丘里管时的湿气压差ΔP₁、湿气压损ΔP₂、湿气压力P和湿气温度T，并计算得到待测湿气压损比δ，以及待测湿气的气相密度ρ_g和液相密度ρ_l；

S7、将步骤S6得到的湿气压损比δ、气相密度ρ_g和液相密度ρ_l，代入步骤S4得到的液相密度弗劳德数Fr_l的关联式中，得到待测量湿气的液相质量流量m_l，液相质量流量m_l的公式如下：

S8、将步骤S6得到的湿气压差ΔP₁、气相密度ρ_g和液相密度ρ_l、步骤S3得到的两相质量流量系数K与Fr_g、Fr_l和ρ_g/ρ_l之间的关系式以及步骤S4得到的液相密度弗劳德数Fr_l和压损比δ及气液密度比ρ_g/ρ_l之间的关联式，代入步骤S5得到的气相质量流量的计算模型中，得到气相质量流量的计算式，公式如下：

m_g＝f(m_apparent,Fr_g,δ,ρ_g/ρ_l)

S9、对步骤S8得到的气相质量流量的计算式进行迭代求解，当Δm_g＜0.1％时，迭代完成，得到气相质量流量m_g。