[发明专利]一种高压气液两相射流流型产生与效果测试的系统与方法

权利要求书

1.一种高压气液两相射流流型产生与效果测试的系统，其特征在于，包括：两相射流流型产生系统、流型观测系统和流型效果测试系统；

所述两相射流流型产生系统包括液相产生单元、气相产生单元和掺混器(8)，所述液相产生单元和气相产生单元均与掺混器(8)连通，所述掺混器(8)通过管道依次连通两相流压力变送器(10)和喷嘴(11)；

所述流型观测系统包括流型观察管(9)和摄像机(16)；所述流型观察管(16)安装在掺混器(8)与两相流压力变送器(10)之间的管道上；

所述流型效果测试系统包括压力检测单元和热成像仪(15)；所述压力检测单元位于喷嘴(11)下方，且其相对于喷嘴(1)的位置可调节；所述热成像仪(15)和摄像机(16)均独立设置在压力检测单元和喷嘴(11)的外围。

2.根据权利要求1所述的高压气液两相射流流型产生与效果测试的系统，其特征在于，所述液相产生单元包括依次用管道连通的高压水泵(1)、水路调压阀(2)、溢流阀(17)和液体流量计(3)；所述液体流量计(3)与掺混器(8)连通。

3.根据权利要求1所述的高压气液两相射流流型产生与效果测试的系统，其特征在于，所述气相产生单元包括依次用管道连通的空气压缩机(4)、储气钢瓶(5)、减压阀(6)、气体流量计(7)和单向阀；所述单向阀与掺混器(8)连通。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的高压气液两相射流流型产生与效果测试的系统，其特征在于，所述掺混器(8)包括掺混室(801)，所述掺混室(801)一端设有水通道(802)和气通道(803)，另一端设有气液两相出口(804)；所述水通道(802)连通液相产生单元，气通道(803)连通气相产生单元。

5.根据权利要求4所述的高压气液两相射流流型产生与效果测试的系统，其特征在于，所述水通道(802)和气通道(803)平行设置。

6.根据权利要求1所述的高压气液两相射流流型产生与效果测试的系统，其特征在于，所述流型观察管(9)为透明管，其两端通过第一法兰(18)和第二法兰(19)与位于掺混器(8)和两相流压力变送器(10)之间的管道(21)密封连接；第一法兰(18)和第二法兰(19)通过螺栓(20)连接在一起。

7.根据权利要求6所述的高压气液两相射流流型产生与效果测试的系统，其特征在于，第一法兰(18)和第二法兰(19)均包括法兰盘和用于将流型观察管(9)连接至掺混器(8)和两相流压力变送器(10)之间的管道(21)的管状连接部，且管状连接部一体成型于法兰盘的一侧表面，管状连接部上设有外螺纹。

8.根据权利要求1所述的高压气液两相射流流型产生与效果测试的系统，其特征在于，所述压力检测单元包括分布式薄膜压力传感器(12)和龙门架(13)；所述分布式薄膜压力传感器(12)安装在龙门架(13)上，且分布式薄膜压力传感器(12)上表面正对喷嘴(11)流体流出的部位。

9.根据权利要求1所述的高压气液两相射流流型产生与效果测试的系统，其特征在于，还包括电脑采集装置(14)；所述电脑采集装置(14)与分布式薄膜压力传感器(12)电连接。

10.一种利用如权利要求1至9任意一项所述的系统进行高压气液两相射流流型产生与效果测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、调节气相产生单元和液相产生单元，使进入掺混器(8)的气相压力和流量、液相压力和流量均到实验方案设定数值；

S2、记录压力与流量数据，观察掺混后流型观察管(9)内两相射流的流型并拍摄射流形态图像，同时通过分布式薄膜压力传感器(12)记录由喷嘴(11)喷出的射流的分布压力数据，以便后续分析；

S3、不断调节气体的掺入量与压力，摄像机(16)拍摄喷嘴处流型的变化情况，以及相对应的射流形态图像与射流压力数据；

S4、将拍摄到的气液两相流型与其相应的气体与液体的相应参数记录下来与分布式薄膜压力传感器(12)得的图像数据进行分类对照，得出不同流型产生的条件以及相应的射流效果。