[發(fā)明專利]一種分相式兩相流相持率的測量裝置及其測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010242952.6
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN101949720A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王棟;張興凱
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G01F22/00
• 分類號: G01F22/00;G01N13/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

1.一種分相式兩相流相持率的測量裝置，包括兩相流流道壁(101)，其特征在于：所述的兩相流流道壁(101)和沉降室壁(103)相連接形成內(nèi)部中空的結(jié)構(gòu)，該內(nèi)部中空的結(jié)構(gòu)由帶有一個以上貫通孔(201)的多孔壁(2)相分隔，這樣兩相流流道壁(101)和沉降室壁(103)分別與多孔壁(2)形成了兩相流流道(1)和沉降室(3)，沉降室(3)的頂部和底部分別通過上連通管(4)和下連通管(6)與測量室(5)的頂部和底部相連通，測量室(5)有與之配合使用的相界面測量裝置(22)，相界面測量裝置(22)內(nèi)帶有相界面數(shù)據(jù)處理模塊(23)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分相式兩相流相持率的測量裝置，其特征在于：所述的測量室(5)和添加劑加入裝置(13)相導(dǎo)通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種分相式兩相流相持率的測量裝置，其特征在于：所述的沉降室(3)的頂部略高于兩相流流道(1)的頂部，沉降室(3)的底部略低于兩相流流道(1)的底部。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種分相式兩相流相持率的測量裝置，其特征在于：所述的兩相流流道(1)內(nèi)部設(shè)置有節(jié)流元件(12)，兩相流流道(1)沿節(jié)流元件(12)對應(yīng)的兩相流流出方向的部分通過上置換管(10)和下置換管(9)分別與上連通管(4)和下連通管(6)導(dǎo)通，上置換管(10)和下置換管(9)上設(shè)置有閥門(11)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分相式兩相流相持率的測量裝置，其特征在于：所述的兩相流流道壁(101)為豎直中空柱狀體，該中空部分內(nèi)部有一個帶有貫通孔(201)的多孔壁(2)，該多孔壁(2)為一個中空殼體，該中空殼體內(nèi)部上方設(shè)置相界面測量裝置(22)，中空殼體內(nèi)部中央設(shè)置測量室(5)，測量室(5)和相界面測量裝置(22)之間用第一隔板(25)相分隔，多孔壁(2)的內(nèi)壁、第一隔板(25)和測量室(5)的外壁之間的空間形成了沉降室(3)，多孔壁(2)的外壁和兩相流流道壁(101)的內(nèi)壁之間的空間構(gòu)成了兩相流流道(1)，測量室(5)的頂部和底部分別設(shè)置上連通道(304)和下連通道(306)用以代替上連通管(4)和下連通管(6)來與沉降室(3)相連通，該分相式兩相流相持率的測量裝置即為豎直移動型分相式兩相流相持率的測量裝置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分相式兩相流相持率的測量裝置，其特征在于：所述的兩相流流道壁(101)為水平中空柱狀體，該中空部分內(nèi)部有一個上下兩側(cè)帶有貫通孔(201)的多孔壁(2)，該多孔壁(2)為一個中空殼體，多孔壁(2)的外壁和兩相流流道壁(101)的內(nèi)壁之間的空間構(gòu)成了兩相流流道(1)，所述的中空殼體內(nèi)部靠近右端設(shè)置相界面測量裝置(22)，中空殼體內(nèi)部中央用上下兩端帶有上連通孔(404)和下連通孔(406)的擋板(26)相分隔，中空殼體被擋板(26)分隔的左半部分為沉降室(3)，右半部分為測量室(5)，測量室(5)和相界面測量裝置(22)之間用第二隔板(27)相分隔，多孔壁(2)的內(nèi)壁、第二隔板(27)和測量室(5)的外壁之間的空間形成了沉降室(3)，測量室(5)的頂部和底部分別通過上連通孔(404)和下連通孔(406)用以代替上連通管(4)和下連通管(6)來與沉降室(3)相連通，該分相式兩相流相持率的測量裝置即為水平移動型分相式兩相流相持率的測量裝置。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種分相式兩相流相持率的測量裝置，其特征在于：所述的豎直分相式兩相流相持率的測量裝置，其多孔壁(2)上的帶有貫通孔(201)的區(qū)域的頂端低于沉降室(3)的頂端，而該區(qū)域的底端高于沉降室(3)的底端。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種分相式兩相流相持率的測量裝置，其特征在于：所述的水平分相式兩相流相持率的測量裝置，其兩相流流道架(101)內(nèi)設(shè)置扶正器(21)，該扶正器(21)與測量室(5)的外壁相連接。

9.一種采用權(quán)利要求1所述的一種分相式兩相流相持率的測量裝置的測量方法：將該分相式兩相流相持率的測量裝置放入要測量的兩相流(28)中，且其兩相流流道(1)入口橫截面和要測量的兩相流(28)的流向保持垂直，在兩相流(28)不間斷地流過兩相流流道(1)時，當兩相流(28)通過多孔壁(2)進入沉降室(3)后，在重力的作用下，待到兩相流體(28)中的輕相流體(8)和重相流體(7)發(fā)生分離，導(dǎo)致一部分重相流體(7)會沉降到底部，而一部分輕相流體(8)則會浮升到頂部，其余未完全分離的兩相流混合物(29)就聚集在中部，隨后匯集在沉降室頂部的輕相流體(8)通過上連通管(4)與測量室(5)的上部相連通，而底部的重相流體(7)則通過下連通管(6)與測量室(5)的下部相連通直至測量室(5)的上部和下部分別被輕相流體(8)和重相流體(7)所占據(jù)且兩者之間出現(xiàn)一個分界面(30)時，啟動相界面測量裝置(22)監(jiān)測分界面(30)位置發(fā)生的變化，并調(diào)用其內(nèi)部的相界面數(shù)據(jù)處理模塊(23)根據(jù)連通器原理且按照分界面(30)位置發(fā)生的變化大小，利用公式計算出兩相流的重相流體(7)相持率φ的實時大小，然后用1減去φ得到兩相流的輕相流體(8)相持率的實時大小，其中φ為兩相流的重相流體(7)的相持率，h為分界面(30)相對于兩相流流道(1)底部的高度，D為兩相流流道(1)的內(nèi)徑，cos^-1為反余弦運算，π為圓周率。