[發(fā)明專(zhuān)利]一種精密調(diào)節(jié)氣液兩相流實(shí)驗(yàn)臺(tái)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810272090.8
• 申請(qǐng)日: 2018-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108225729A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢智高;張樹(shù)文;逄仁剛;賈冰;王永越;韓賓;王偉;石念軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 榆林學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01M10/00
• 分類(lèi)號(hào): G01M10/00
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

一種精密調(diào)節(jié)氣液兩相流實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括分別與氣液混合器相連的氣相產(chǎn)生組件與液相產(chǎn)生組件；氣相產(chǎn)生組件包括空壓機(jī)以及依次與空壓機(jī)相連的氣體緩沖罐、Y型過(guò)濾器和氣液比調(diào)控模塊；液相產(chǎn)生組件包括水罐以及通過(guò)離心泵依次與水罐相連的消氣過(guò)濾器和液體調(diào)控并聯(lián)支路；氣液混合器經(jīng)過(guò)均化器連接實(shí)驗(yàn)管路，實(shí)驗(yàn)管路流出的氣液兩相混合物經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器將氣相排至大氣，液相返回水罐；實(shí)驗(yàn)管路包括由水平管路、垂直管路、傾斜爬升管路和傾斜下降管路相互連接形成的多條環(huán)道，以及設(shè)置在各條環(huán)道上的氣液兩相流捕捉攝像裝置。本發(fā)明通過(guò)PLC控制器對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，能夠?qū)崿F(xiàn)氣液比的精確控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域，具體涉及一種精密調(diào)節(jié)氣液兩相流實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

背景技術(shù)

氣液兩相流廣泛存在于石油、化工、冶金等諸多工業(yè)領(lǐng)域，描述氣液兩相流特性的參數(shù)有流型、流量及分相含率等，實(shí)時(shí)有效地檢測(cè)反映兩相流系統(tǒng)特性的各種參數(shù)，對(duì)于保證系統(tǒng)的控制和運(yùn)行可靠性有著重要意義。國(guó)內(nèi)外普遍采用混輸環(huán)道進(jìn)行分析研究。

目前已有實(shí)驗(yàn)臺(tái)存在的不足主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)實(shí)驗(yàn)環(huán)道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；

(2)目測(cè)法辨識(shí)流型帶有很大的主觀性，且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中細(xì)微的流型改變難以捕獲；

(3)氣液配比調(diào)控不精確；

(4)氣液混合器內(nèi)壓力波動(dòng)劇烈，影響計(jì)量精度，加劇管路振動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種精密調(diào)節(jié)氣液兩相流實(shí)驗(yàn)臺(tái)，能夠模擬實(shí)際工況，實(shí)現(xiàn)氣液比的精確控制，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)，具有較好的抗干擾能力。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

包括分別與氣液混合器相連的氣相產(chǎn)生組件與液相產(chǎn)生組件；氣相產(chǎn)生組件包括空壓機(jī)以及依次與空壓機(jī)相連的氣體緩沖罐、Y型過(guò)濾器和氣液比調(diào)控模塊，氣液比調(diào)控模塊包括設(shè)有氣體精密調(diào)節(jié)閥與金屬管浮子流量計(jì)的氣體調(diào)控支路；液相產(chǎn)生組件包括水罐以及通過(guò)離心泵依次與水罐相連的消氣過(guò)濾器和液體調(diào)控并聯(lián)支路，液體調(diào)控并聯(lián)支路上設(shè)有液體控制閥門(mén)及質(zhì)量流量計(jì)；氣液混合器經(jīng)過(guò)均化器連接實(shí)驗(yàn)管路，實(shí)驗(yàn)管路流出的氣液兩相混合物經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器將氣相排至大氣，液相返回水罐；

所述的實(shí)驗(yàn)管路包括由水平管路、垂直管路、傾斜爬升管路和傾斜下降管路相互連接形成的多條環(huán)道，以及設(shè)置在各條環(huán)道上的氣液兩相流捕捉攝像裝置；

所述的實(shí)驗(yàn)管路的進(jìn)出口分別設(shè)置一組壓力變送器和溫度變送器，氣液比調(diào)控模塊的兩端管路分別設(shè)置一組壓力變送器和溫度變送器，液體調(diào)控并聯(lián)支路的入口管路上設(shè)置有壓力變送器和溫度變送器，實(shí)驗(yàn)管路的各條環(huán)道所在支路上設(shè)有壓力變送器；質(zhì)量流量計(jì)和金屬管浮子流量計(jì)以及所有壓力變送器與溫度變送器均連接PLC控制器。

所述的實(shí)驗(yàn)管路布置在鋼結(jié)構(gòu)管架上，氣液兩相流捕捉攝像裝置包括與管路相連的透明管體以及設(shè)置在透明管體內(nèi)的電導(dǎo)探針，透明管體的外部設(shè)置有高速攝像機(jī)。

氣液兩相流捕捉攝像裝置包括用于輔助高速攝像機(jī)對(duì)透明管體進(jìn)行拍攝的LED光源。

水罐上連接帶回流閥的回流管，回流閥連接在離心泵與消氣過(guò)濾器之間的管路上。

氣體調(diào)控支路并聯(lián)設(shè)置有兩條，兩條氣體調(diào)控支路與單獨(dú)帶有閥門(mén)的管路相并聯(lián)；所述的液體調(diào)控并聯(lián)支路包括并聯(lián)設(shè)置的三條支路，每條支路上均設(shè)有質(zhì)量流量計(jì)，質(zhì)量流量計(jì)的兩端管路上均設(shè)有液體控制閥門(mén)，三條液體調(diào)控并聯(lián)支路與單獨(dú)帶有閥門(mén)的管路相并聯(lián)。

所述的水罐中設(shè)有穩(wěn)流柵，水罐的側(cè)面設(shè)有玻璃管液位計(jì)，水罐的底部設(shè)有排水閥。