气液质量流量比对气泡雾化喷嘴燃烧特性的影响

利用Dual PDA对气泡雾化喷嘴出口下游的喷雾两相流场进行了诊断与分析,发现气液质量流量比对液雾颗粒群速度分布的影响不大,只是轻微地改变了雾化锥角,但是随着气液质量流量比的减小,雾化颗粒平均直径却有所增大.通过对液雾火焰的照片进行分析后发现,气液质量流量比对火焰长度影响显著,在小气液质量流量比下,液雾颗粒需要更长的时间、更大的空间才能燃尽,因此火焰明显被拉伸.利用TESTO350烟气分析仪对烟气成分测定的结果显示,气液质量流量比对一氧化碳、碳氢化合物等不完全燃烧产物具有显著的影响,在小气液质量流量比下,存在明显的不完全燃烧现象,同时氮氧化合物与二氧化硫的生成量有一定程度的增加.

气液两相流下微弯型科氏质量流量计信号建模

相比于普通的U型和Δ型科氏质量流量计,微弯型科氏质量流量计具有更高的频率和更小的相位差,测量气-液两相流时误差更大。为了揭示气液两相流测量误差的特性,针对微弯型科氏质量流量传感器输出信号的实验数据,采用数字过零检测方法提取流量序列。用概率密度分析流量序列的分布规律,再通过相关分析得到流量序列的数学模型,并验证模型的准确性。该数学模型由稳定分量和波动分量组成。稳定分量对应于气液两相流下流量实际测量的均值,其与真实值之间的偏差反映了气液两相流的测量误差;波动分量反映了瞬时流量测量的稳定性。

微弯型科氏质量流量计测量气-液两相流研究

与普通U形和△形科氏质量流量计相比，微弯型科氏质量流量计固有频率更高、相位差更小，测量气-液两相流时误差更大。为此，设计气-液两相流实验方案，采用课题组研制的科氏质量流量变送器进行气-液两相流实验，采用BP人工神经网络对测量误差进行建模，得到误差模型，实现对气-液两相流测量误差的在线实时修正。实验结果表明，当密度降在0％～30％范围内变化时，通过在线修正，气-液两相流测量误差从原来的最大为-50％减小到-5％～3％以内，取得了很好的效果。

大液气质量流量比双通道气流式喷嘴雾化滴径

在气流式雾化过程的有限随机分裂模型基础上,结合液滴分裂时间和液滴运动规律,分析了大液气质量流量比同轴双通道气流式喷嘴的雾化过程,得到了Sauter平均直径(SMD)的一般表达式.实验结果表明,得到的SMD的关系式的形式是合理的,通过实验确定相关模型参数后,可以用来预测大液气质量流量比条件下同轴双通道气流式喷嘴的雾化性能.

科氏质量流量计气液两相流实验装置设计

针对科氏质量流量计的特点,设计了一套气液两相流实验装置,着重介绍了该实验装置的系统组成、主要功能和指标,以及重要部件的选型。实践表明,该实验装置设计合理、功能完善、测试准确可靠,可以用来模拟气液两相流。

质量流量计在气液两相测量中的应用分析

随着社会的发展,人们的生活对流体的应用愈益广泛,尤其是工业界越来越多的生产需要检测和控制流体(包括气体和液体等)的物理参数。本文分析了几种典型流体的流量测量方法,并对科氏质量流量计基本原理和应用进行了阐述。

气液两相流对科里奥利质量流量计计量精度的影响研究

对科里奥利质量流量计的工作原理和精度影响因素进行了介绍。针对某单位计量交接用质量流量计计量误差较大的情况,分析了流量计的安装使用工作状态和瞬时流量特征,指出了瞬时流量跃变对于流量计计量精度的影响,得到了流量计误差产生的原因,针对性的提出了减小流量计计量误差的措施。

科氏流量计应用于气液两相流测量的实验研究

以空气-水为介质,对科氏流量计应用于气液两相流双参数测量进行了实验研究。实验过程中保持液相流量一定,通过加入不同体积分数的空气来分析含气率对科氏流量计测量精度的影响,采用Weisman垂直上升管气液两相流流型图与实验数据进行了比较。结合实验结果,初步归纳出含气量、流型和科氏流量计测量精度之间的关系,总结出液相中含气影响科氏流量计测量精度的主要因素及其影响规律,为进一步研究科氏流量计气液两相流测量误差修正提供了一种技术方法。

一种热式气液流量测量技术的仿真与研究

依据能量守恒原理和流量测量原理,提出了一种新型热式气液质量流量的测量方法,并基于方法设计了相应的热式气液质量流量计。对其进行数值模拟,研究了流量计在不同流速下的温度分布情况,分析和比较了不同流速下的导热杆上下端温度传感器的温差值,获得了适用的量程值。最后,对流体管内湍流换热过程进行分析,并对测量方法进行了测量精度的定量分析,分析结果显示其测量精度可达到98%,符合工程应用要求。计算结果为该热式气液质量流量计的设计、优化、定型提供了重要的参考依据。

多种超声流量计对气液两相流流量计量的试验研究

超声流量计广泛应用于生活供排水、农业灌溉、工业生产等领域流体流量的计量。受实际工况影响,管道内流体的流态呈现复杂多变的特点,根据具体工况准确选择流量计对保证测量结果精度、流量计更换频率具有重要影响。针对实际工况中常出现的气液两相流流态下的流量精确测量问题,通过对单声道反射式、外夹式、三声道超声流量计在该流态状态下5个典型流量值附近进行测量,将检测量值同称重法流量标准装置测量值进行对比,实现各流量计计量特性评估。试验结果表明:不同类型的流量计有着不同的使用条件和范围,对其在实际工程中的应用具有重要的指导意义,为用户使用流量计选型提供参考依据。

数字信号处理技术在科氏质量流量计中的应用

科氏质量流量计是目前应用范围最广、发展速度最快的流量计之一。数字信号处理技术是科氏质量流量计的核心技术,直接决定其测量精度、测量稳定性等性能指标;而流量传感器输出信号的数学模型是信号处理的依据和基础。国内外学者提出了多种信号处理方法,但是,没有根据不同的信号模型和不同的应用场合对各种信号处理方法进行比较和评价。为此,根据不同数字信号处理方法的特征量提取原理,分析了其具有的优缺点。针对科氏质量流量计单相流、批料流与气液两相流测量这3种典型应用场合中存在的关键技术问题,依据随机游动信号模型、突变信号模型和自回归滑动平均(ARMA)信号模型,分别从计算精度、响应速度、收敛性、抗干扰能力和对参数变化的敏感度等方面,对不同信号处理方法进行考核和对比,确定了3种典型应用场合下,解决关键技术问题,性能最佳的数字信号处理方法。

基于简单分离法的油气水三相流量计

总结了目前油、气、水三相流量计的基本类型,重点介绍了一种基于简单分离器及质量流量计、差压式流量计的三相流量计,介绍了该流量计的结构、测量原理及测量模型。在油气水三相流实验与校准装置上对该流量计进行了测试。分析了相含率、分相流量的测试结果,指出了该三相流量计的现场实验情况及目前存在的问题。

科氏质量流量计多参数测量实验装置设计

为实现科氏质量流量计的研究和应用,设计了一套科氏质量流量计多参数测量实验装置,重点介绍了该实验装置的结构原理、关键部件选型和技术指标。实际应用表明,该实验装置设计合理、功能完善、测试准确可靠,可以用来进行单相流、气液两相流等实验。

基于科氏质量流量计的两相流计量方法研究

基于黏性流体的气泡模型,以空气-水为介质,对科氏质量流量计应用于空气-水两相流流量计量的方法进行了实验研究。根据密度降对质量流量计测得的混合密度进行修正,得到两相流的含气率;根据气泡模型对测得的质量流量进行修正。当含气率小于8%时,修正后气液两相混合流体的密度相对误差在2%以内。修正后的质量流量相对误差小于修正前的相对误差。该方法避开了对滑脱速度、干度等复杂关系的分析,为含气率较低时两相流质量流量的准确测量提供了一种较好的解决方法。

甘油水溶液中气液传质过程的研究

对二氧化碳气泡群在不同质量分数的甘油水溶液中的气液传质过程进行了研究。利用二氧化碳探针测定了不同操作条件下二氧化碳的体积传质系数,通过图像处理技术得到了气泡群的界面面积,考察了液相质量分数,气体流量对体积传质系数、界面面积和传质系数的影响。结果表明:体积传质系数均随气体流量的增大而增大,随溶液质量分数的增大而减小。气体流量通过影响界面面积对传质速率产生作用,而甘油水溶液的质量分数对传质速率的影响则归因于黏度对传质系数的影响。

基于FPGA的科氏质量流量计数字驱动系统设计

气液两相流工况下,科氏质量流量计流量管固有频率变化剧烈,需要驱动信号快速跟踪速度传感器信号。针对这种情况,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的科氏质量流量计数字驱动系统,包括电路部分和程序部分。电路部分由信号调理电路、数字驱动电路等组成。程序部分使用硬件描述语言(Verilog HDL)编写,执行数据通信、无限冲击响应(IIR)数字滤波和计算驱动参数等。在单相流工况下,对基于FPGA驱动系统的变送器进行了水流量标定试验。试验结果表明:相对误差小于0.1%,重复性优于0.05%。在气液两相流工况下,将基于FPGA的数字驱动与基于数字信号处理器(DSP)的数字驱动的驱动效果进行对比。对比结果表明:FPGA驱动的驱动效果优于DSP驱动的效果。

科氏质量流量计差分驱动方式研究与实验

在气液两相流发生时,基于单端驱动方式的科氏质量流量变送器的驱动能量不足,从而导致流量管的振动幅值很低,流量计测量误差大,甚至无法正常工作。为此,分析单端驱动方式下变送器的驱动能力和可以提升的空间。提出差分驱动方式,增强驱动能量,且满足本质安全的要求。研制实现电路,应用于科氏质量流量变送器,分别进行气液两相流下驱动能量的对比实验和单相水流量标定实验。实验结果表明,差分驱动方式在相同流量和含气量情况下,使流量管的振动幅值几乎提升1倍;在单相水流量情况下,测量精度依然可以达到0.1级,稳定性好。

流型频繁切换下科氏质量流量计驱动特性研究

在科氏质量流量计测量过程中,流量管振动幅值的控制很重要。当单相流与气液两相流频繁切换的情况发生时,使用当前的控制方法流量管会出现振动幅值大幅衰减和超调的问题。为此,设计了一套实验方案,进行实验,分析了出现该问题的原因。针对该问题,提出变驱动周期的方法和变积分限幅值的方法,在所研制的数字式科氏质量流量变送器上实时实现,并进行实验验证。实验结果表明,变驱动周期的方法有效地降低了单相流切换到气液两相流时流量管振动幅值衰减的程度,变积分限幅值的方法很好地解决了气液两相流切换到单相流时流量管振动幅值大幅超调的问题。

基于特性图分析的科氏质量流量计模拟驱动研究

针对模拟驱动流量管易停振、启振慢等问题,利用特性图法,分析了经典模拟驱动的驱动特性,并对两种典型的模拟驱动改进方法进行了研究,提出一种改进的差分驱动。研制4种模拟驱动的实现电路,进行了气液两相流驱动实验和启振实验。实验结果表明,新型模拟驱动的驱动信号幅值更稳定,启振更快;差分驱动显著提高了驱动能量;与经典模拟驱动相比,改进的差分驱动的驱动信号和传感器信号幅值分别提高了4.2倍、3.8倍,驱动信号幅值的标准差仅为0.08,启振时间减少至2.3 s。

基于门控循环单元的动态过程下两相CO_(2)质量流量测量

针对碳捕集与封存条件下科里奥利质量流量计测量气液两相CO_(2)动态过程质量流量时误差较大的问题,本文提出了一种基于门控循环单元(GRU)的动态过程下气液两相CO_(2)质量流量校正方法。利用GRU适合动态过程预测的特点,使用来自CO_(2)气液两相流实验平台的采集数据,对GRU网络模型进行训练,并使用网格搜索法结合K折交叉验证优化模型参数。使用八组典型工况下的测试集对优化后的GRU模型在测量精度和泛化性能方面进行了评估,并与最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型进行了对比分析。实验结果表明GRU模型优于LS-SVM模型,并且GRU模型在动态波动发生后的平稳阶段,其输出结果能够快速跟随CO_(2)质量流量变化,相对误差在±5%以内。