[发明专利]一种同质气液混合介质质量流量测试装置及方法

摘要

本发明提供了一种同质气液混合介质质量流量测试装置及方法，其装置的进口管连接分离器，分离器的气体出口与倒U形管连接，倒U形管与气路文丘里管的上端连接，气路文丘里管的下端与出口管连接；倒U形管上连接第一温度传感器以及第一压力传感器；分离器的液体出口与U形管连接，U形管与液路文丘里管的下端连接，液路文丘里管的上端与出口管连接；U形管上连接有第二温度传感器以及第二压力传感器；气路文丘里管和液路文丘里管上均连接有差压变送器。本发明能够提高测试精度，同时缩小测量装置的体积，并简化测量装置，可改善测量的实时性和提高测量的效率，便于工程上的应用，特别是对于同质介质气液混合流体流量的分离及测试具有重要意义。

主权项

1.一种同质气液混合介质质量流量测试方法，其特征在于，该方法采用的同质气液混合介质质量流量测试装置，包括进口管(1)、分离器(2)、U形管(4)、倒U形管(3)、第一温度传感器(5)、第二温度传感器(9)、第一压力传感器(6)、第二压力传感器(10)、气路文丘里管(7)、液路文丘里管(11)、第一差压变送器(8)、第二差压变送器(12)以及出口管(13)，所述进口管(1)的入口连接被测试同质气液两相流混合流体的出口端；进口管(1)的出口连接分离器(2)，将气液两相流进行分离；所述分离器(2)上端的气体出口与倒U形管(3)的左端口连接，所述倒U形管(3)的右端口与气路文丘里管(7)的上端连接，气路文丘里管(7)的下端与出口管(13)连接；所述倒U形管(3)上连接有测量其内部气体温度的第一温度传感器(5)以及测量其内部气体压力的第一压力传感器(6)；所述气路文丘里管(7)上连接有测量其内部气体差压的第一差压变送器(8)；所述分离器(2)下端的液体出口与U形管(4)的左端口连接，所述U形管(4)的右端口与液路文丘里管(11)的下端连接，液路文丘里管(11)的上端与出口管(13)连接；所述U形管(4)上连接有测量其内部液体温度的第二温度传感器(9)以及测量其内部液体压力的第二压力传感器(10)；所述液路文丘里管(11)上连接有测量其内部液体差压的第二差压变送器(12)；所述分离器(2)采用双层真空隔热结构，包括内、外两层，两层间设有间隙；分离器(2)上端设有连通内、外两层之间间隙的出气嘴，出气嘴连接有防止外部空气进入分离器(2)的单向阀；该方法包括如下步骤：1)对分离器(2)进行抽真空处理：利用抽真空压力机将分离器(2)内外层之间的空气从出气嘴处排除；2)将要测量的同质气液两相流混合流体接入进口管(1)，通过分离器(2)将气液两相流进行分离；3)分离后的气体通过分离器(2)上方的倒U形管(3)以及气路文丘里管(7)，通过第一温度传感器(5)和第一压力传感器(6)测量气体在经过分离器(2)后的温度和压力，再利用第一差压变送器(8)测得压差，利用该压差和文丘里管结构参数计算得到气相的流量；另一方面，分离后的液体通过分离器(2)下方的U型管(4)以及液路文丘里管(11)，通过第二温度传感器(9)和第二压力传感器(10)测量液体在经过分离器(2)后的温度和压力，再利用第二差压变送器(12)测量压差，从而利用该压差和文丘里管结构参数计算得到液相的流量；气体和液体分别经过气路文丘里管(7)和液路文丘里管(11)后再通过出口管(13)再次混合后流出；所述气路的流量计算公式为：其中：C₁——气体流出系数，ε₁——气体可膨胀系数，β₁——气路文丘里管直径比，A₁——气路文丘里管孔板开孔面积，ρ₁——气体密度，Δp₁——气路文丘里管压差；其中气路文丘里管直径比d₁为气路文丘里管内径，D₁为气路文丘里管外径；气路文丘里管孔板开孔面积所述液路的流量的计算公式为：其中：C₂——液体流出系数，β₂——液路文丘里管直径比，A₂——液路文丘里管孔板开孔面积，ρ₂——液体密度，Δp₂——液路文丘里管压差；液路文丘里管直径比d₂为液路文丘里管内径，D₂为液路文丘里管外径，液路文丘里管孔板开孔面积