湿气流量测量用V锥流量计
当气相中含有少量液相时,则称该气液混合物为湿气。美国石油学会将Lockhart–Martinelli(L-M)参数XLM≤0.3的气液两相流定义为湿气,其广泛存在于石化、核能、冶金等工业过程中。近年来,湿气流量测量已成为国内外研究的热点问题之一。目前,虽然有很多测量湿气的方法,但是绝大多数湿气流量计都采用了差压测量技术。从1962年Murdock发表了第一个针对孔板流量计的湿气测量模型开始,经过Chisholm等的不断发展,出现了很多差压元件的湿气流量测量模型。但是,这些研究大多是针对孔板、文丘里管等标准节流装置进行的,对于V锥流量计的研究则相对较少。由于湿气流型多为光滑分层流、分层波浪流和环雾状流,其流型特点表现为液相集中在管壁附近,气相分布在水平管的上半部分与管道中心。与孔板和文丘里管相比,V锥流量计独特的锥形节流结构可以大大降低对湿气流型的破坏作用,减小差压测量的波动,使得测量更加平稳、准确。因此,V锥流量计在湿气测量领域具有广阔的应用前景。
研究表明,与其他差压式流量计类似,V锥流量计测量湿气时得到的流量比单独测量气相时偏高,即产生了虚高现象。已有的湿气测量模型均建立在经虚高修正的经验或半经验关联式上。Stewart等对节流比为0.55和0.75的V锥流量计进行了湿气测量研究,拟合出了虚高修正关联式,结果表明,在相同的湿气条件下,V锥流量计的测量精度要优于文丘里流量计;胡俊等采用V锥流量计,基于流型修正的林宗虎关系式实现了气水两相流测量,验证了采用V锥流量计测量气液两相流的可行性。此外,徐英等采用V锥与文丘里管串联的方法测量湿气流量,经过室内实验和现场实验的验证,均获得了较高的测量精度;Zhang等将两个节流比不同的V锥串联起来进行气液两相流流量的测量也取得了较好的测量效果。但是,已有的V锥湿气测量模型除了对虚高进行修正外,还需获得流量计的流出系数Cd和气体可膨胀系数ε,一般Cd和ε由单相介质进行标定得到,而目前V锥仍然为非标准节流元件,其Cd和ε没有统一的标准可供参考,不同研究者也会得出相异的Cd和ε的表达式。同时,在单相介质和气液混合介质中,V锥的Cd和ε的也不相同,这都为测量工作带来了困难。
本文采用V锥流量计,提出了差压流量计的两相流量系数K,即两相混合物的总质量流量与表观质量流量的比值,实验研究了液相含率、压力和气相流量对K的影响,并以K为基础,导出了湿气流量的测量模型。
本文来自:V锥流量计 http://www.abg.cc/Products/liuliangyibiao/2010/0509/76.html