气液两相流在各种工业生产领域是普遍存在的,其流动过程中的传热、传质等各种特性在化工、动力、石油等领域急需了解,其流量、分相流量、压力等参数的测量对于生产过程控制、安全等意义重大。目前用于气液两相流参数测量的方法和仪表的普适性及准确性并不理想,因此发展气液两相流参数新方法、新仪表是十分有意义的。

本文将一种新型双锥流量计用于气液两相流的测量,提出了基于双锥流量计的气液两相流多参数测量方法,主要完成了以下的工作:

(1)利用等效内径比为0.424,0.586和0.697的三个双锥流量计进行气液两相流实验,对比分析了现有的气液两相流流量测量模型用于双锥流量计的测量效果,通过提取双锥流量计前差压信号,分析了准气相流量比与Lockhart-Martinelli常数的关系,考虑到流型对流量测量的影响,基于分相流模型建立了双锥流量计气液两相流流量测量模型,在水平管气液两相流实验装置进行了实验,对所建流量测量模型进行了误差分析。

(2)通过分析双锥流量计前差压波动时间序列信号与气相体积含率的关系,考虑密度、流型等参数的影响,利用无量纲参数法建立了气相体积含率测量模型,通过实验对所建的气液两相流气相体积含率测量模型进行了误差分析。

(3)在气液两相流实验装置进行实验,结合所建的气液两相流流量测量模型和气相体积含率测量模型对气液两相流总质量流量和分相流量进行了测量。实验结果表明,所用的新型双锥流量计配合所建的气液两相流参数模型对于气液两相流参数具有较好的测量特性。