[發(fā)明專利]兩相流流量及干度的測量系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710983710.4
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107843298B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設計）人: 白萬金;徐肖肖;陳龍;肖久旻
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學;重慶大學
• 主分類號: G01F1/34
• 分類號: G01F1/34;G01N33/00
• 代理公司: 50224 重慶謝成律師事務所
• 代理人: 李賓<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發(fā)明提供一種兩相流流量及干度的測量系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括第一、第二和第三管道，且第二、三管道之間設有冷卻管道；第一管道與兩相流回路的連接處設有測溫裝置和測壓裝置，第一管道內(nèi)設有加熱裝置；第二管道與第一管道的連接處設有測溫裝置和測壓裝置，第二管道內(nèi)設有加熱裝置；冷卻管道與第二管道的連接處設有測溫裝置和測壓裝置，冷卻管道內(nèi)設有冷卻器；第三管道與冷卻管道的連接處設有測溫裝置和測壓裝置，第三管道內(nèi)設有加熱裝置，第三管道與兩相流回路的連接處設有測溫裝置和測壓裝置。本發(fā)明價格低，可靠性好，對兩相流體工質(zhì)無特定要求，不破壞測試前的流體流量與干度，在測量時不需要采用氣液分離裝置，可滿足現(xiàn)場快速測量的需要。

技術領域

本發(fā)明屬于流體測量領域，尤其涉及一種兩相流流量及干度的測量系統(tǒng)及方法。

背景技術

氣液兩相流動大量存在于工業(yè)生產(chǎn)和科研實驗中。為了對兩相流動進行控制管理或?qū)嶒炑芯浚捅仨殞ζ淞髁亢透啥冗M行測量。目前常用的流量計只能測量單相流的流量，在流量較低的情況下測量誤差較大并且價格昂貴。與單相流動比，兩相流動更為復雜，由于其流型的復雜多變，用傳統(tǒng)的單相流測量方法測量兩相流的、流量和干度就變得十分困難且代價高昂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提出一種改進的兩相流流量及干度的測量系統(tǒng)及方法，以在氣液兩相流微流量的工況下達到較高的測量精度，同時具有極高的性價比，能夠廣泛地推廣，具有良好的經(jīng)濟效益。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種兩相流流量及干度的測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)包括在兩相流回路中沿流動路徑方向前后依次連通的第一管道、第二管道和第三管道，且第二管道和第三管道之間設有冷卻管道；

所述第一管道與兩相流回路的連接處設有第一測溫裝置和第一測壓裝置，所述第一管道內(nèi)設有第一加熱裝置；

所述第二管道與所述第一管道的連接處設有第四測溫裝置和第二測壓裝置，所述第二管道內(nèi)設有第二加熱裝置；

所述冷卻管道與所述第二管道的連接處設有第七測溫裝置和第三測壓裝置，所述冷卻管道內(nèi)設有冷卻器；

所述第三管道與所述冷卻管道的連接處設有第八測溫裝置和第四測壓裝置，所述第三管道內(nèi)設有第三加熱裝置，所述第三管道與兩相流回路的連接處設有第十一測溫裝置和第五測壓裝置。

進一步地，所述第一管道上設有分別鄰近所述第一加熱裝置前端和后端的第二測溫裝置和第三測溫裝置，所述第二管道上設有分別鄰近所述第二加熱裝置前端和后端的第五測溫裝置和第六測溫裝置，所述第三管道上設有分別鄰近所述第三加熱裝置前端和后端的第九測溫裝置和第十測溫裝置。

進一步地，所述第一加熱裝置與一第一功率測量裝置相連，所述第二加熱裝置與一第二功率測量裝置相連，所述第三加熱裝置與一第三功率測量裝置相連。

進一步地，所述第一至第十一測溫裝置為熱電偶、所述第一至第五測壓裝置為壓力傳感器、所述冷卻器為冷卻水或者半導體制冷設備、和/或所述第一至第三加熱裝置為加熱棒、加熱帶或加熱網(wǎng)。

進一步地，所述第一至第三功率測量裝置為功率表或功率間接測量裝置。

本發(fā)明另一方面提供一種兩相流流量及干度的測量方法，該方法基于前述的兩相流流量及干度的測量系統(tǒng)實現(xiàn)。

進一步地，該方法包括以下步驟：

S1，通過第一加熱裝置將流過第一管道的流體加熱至單相的過熱狀態(tài)；

S2，通過第二加熱裝置對流過第二管道的流體進行再加熱，并通過式(1)和(2)得到兩相流回路中流體的流量q_m及干度x：