[发明专利]基于截面测量的气液两相流测量方法及装置

摘要

本发明涉及一种气液两相流测量装置及其测量方法，属于流体计量测试技术领域。本发明的测量装置，在计量管道上依次设有电学层析成像传感器阵列、压力传感器、V形内锥式节流元件计，与节流元件配套设置差压变送器，在计量管道内还设置有温度传感器，所述的各个传感器、差压变送器分别与数据采集装置相连，数据采集装置采集的数据被传送至计算机。本发明同时提供一种此装置所采用的测量方法。本发明利用单相流测量仪表及基于电学敏感原理的过程层析成象技术解决了工程上难以解决的气液两相流测量问题，具有不需要两相分离、不需要两相均匀混合、具有温度、压力补偿功能、测量精度高、可靠、可获取测量信息多、成本低、使用范围广等特点，可用于石油、化工、能源动力、冶金等行业中气液两相流系统的测量。

主权项

1.一种气液两相流的测量方法，其特征在于，包括下列步骤：1)利用设置在管道内的电学层析成像传感器阵列及数据采集装置采集数据，进行数据分析、图像重现和显示，并提取特征参数，获取气液两相流在管道内的流型及截面含气率α；2)利用设置在管道内的压力传感器获取两相流在管道内的压力P；3)利用V形内锥式节流元件，并经差压变送器获取两相流体在截流装置上下游取压孔处的差压ΔPM；4)利用温度传感器测量管道中两相流体的温度T；5)根据理想气体状态方程，利用管道内的压力P、温度T计算工作条件下的气体密ρG；6)通过实验标定V形内锥的流出系数C和修正系数θ；7)根据公式$x=\frac{\theta }{\theta +\left(\frac{1-\alpha }{\alpha }\right)\sqrt{\frac{{\rho }_L}{{\rho }_G}}}$ ，计算干度x；式中，ρL为液体密度，在工作条件下近似为一恒定值。8)根据不同流型下两相流混合质量流量公式：$Q_M=\frac{\mathrm{CA}\sqrt{2\Delta P_M{\rho }_L}}{\sqrt{1-{\beta }^4}[(1-x)\theta +x\sqrt{{\rho }_L/{\rho }_G}]}$ 计算两相混合质量流量，式中，A为管道有效流通截面积；9)根据两相混合质量流量和干度x，分别计算气相质量流量和液相质量流量。