[發明專利]一種測量多相流中氣液兩相各自流量的臨界流噴嘴流量計及測量方法

有效

• 申請號: 201610882309.7
• 申請日: 2016-10-09
• 公開（公告）號: CN106352931B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 陳繼革;吳治永;徐斌
• 申請（專利權）人: 無錫洋湃科技有限公司
• 主分類號: G01F1/36
• 分類號: G01F1/36;G01N23/02
• 代理公司: 北京權泰知識產權代理事務所(普通合伙)11460
• 代理人: 任永利

1.一種測量多相流中氣液兩相各自流量的測量方法，其使用的臨界流噴嘴流量計包括以下構件：

節流型噴嘴(1)，其具有入口、出口和喉部，其中喉部處流體的流通面積最小；所述節流型噴嘴的喉部截面積為其入口截面積的1/10-1/2；

伽馬射線探測器，其包括伽馬射線發射器(3)和伽馬射線接收器(5)，其布置方式使得伽馬射線發射器發出的伽馬射線沿直徑方向穿過所述節流型噴嘴的入口處截面，到達所述伽馬射線接收器；所述伽馬射線探測器為單能伽馬射線探測器；

壓力傳感器，分別用于測量所述節流型噴嘴的入口處壓力與出口處壓力；

溫度傳感器，用于測量所述節流型噴嘴的入口處溫度；

其特征在于，包括以下步驟：

a)通過壓力傳感器測量節流型噴嘴的入口處的壓力P₁和出口處的壓力P₂，通過溫度傳感器測量節流型噴嘴的入口處的溫度T₁；

b)使所述多相流以臨界流方式流過所述臨界流噴嘴流量計，其中通過以下方式判斷多相流已達到臨界流：設r為油嘴出口處壓力與入口處壓力之比通過測量值P₁、T₁確定氣相密度ρ_g1；通過單能伽馬射線測量混合密度值ρ_m，可知氣相質量相含率再定義根據多相流流動達到臨界流時氣相為音速流動的特點，可以定義臨界壓比該公式通過迭代求解可得到臨界壓比r_c，當實測壓比時，則判定多相流的流動為臨界流；臨界流時通過公式計算氣液相間速度滑移比s；

d)通過以下公式來分別計算多相流的總質量流量Q_m、氣相質量流量Q_m，g和液相質量流量Q_m，l：

總質量流量：

氣相質量流量：Q_m，g＝Q_mGMF

液相質量流量：Q_m，l＝Q_m(1-GMF)

其中：

Q_m為總質量流量，kg/s

ρ_g1為氣相在節流型噴嘴入口處狀態下的密度，kg/m³

ρ_l為液體密度，kg/m³

GMF為氣體質量相含率

A為節流型噴嘴的喉部處橫截面積，m²

C為節流型噴嘴流出系數，為常數

k為氣體的絕熱指數

r為油嘴出口處壓力與入口處壓力之比

s為氣液相間速度滑移比。