流量测量流动调整器结构与发展趋势分析

流动调整器是流量测量中重要整流器件,其结构直接关系流量计测量区域流场的发展程度,进而影响测量准确性。该文从国内外代表性流动调整器入手,对叶片式流动调整器(AMCA调整器、Etoile调整器、管束调整器)、孔板式流动调整器(Laws调整器、Zanker调整器)、组合式流动调整器(叶片与孔板组合结构)的结构、性能特点进行对比分析:叶片式流动调整器性能相对一般,发展趋势为轻巧化以简化制造过程或用于组合式调整器前端构件;孔板式流动调整器性能中等,结构轻便灵活,发展趋势为探索更优化结构或用于组合式后端构件;组合式流动调整器性能较优,结构设计复杂,发展趋势为简化设计过程,针对特殊需求特例设计。

基于Zanker型流动调整器的平面双弯头流场特性研究

平面双弯头管道广泛用于连接高差突变的管路中,产生的畸变流场严重影响流量测量仪器的精度,所以常在管道上加装流动调整器,用以消除不正常流动。基于此,本文采用RNGk-ε湍流模型模拟有无增设Zanker型流动调整器时的平面双弯头流场特性。结果表明,加设Zanker型流动调整器时,在轴向位置x/D=9处的速度分布已经十分接近充分发育的湍流流速分布,在轴向位置x/D=12处的流速分布与充分发育的流速分布完全吻合。Zanker型流动调整器对双弯头引起的流场紊动具有很好的调节作用,随着轴向位置的增加,紊动的流场快速达到稳定,流速对称稳定分布,且当流速处于紊流光滑区时速度的变化对流场影响不大。

翅片式弯头流动调整器的整流特性

针对翅片式弯头流动调整器,采用数值方法,研究了3种实际来流条件下的整流特性,分析了其整流机理、整流性能、适用范围和压力损失情况。结果表明:弯头翅片通过压差作用形成了对转的诱导涡,将弯头外侧流体导向弯头内侧,从而大幅增强流体间的动量交换,实现了扰乱原始速度分布并形成均匀流动的效果;相对于光滑管,翅片式流动调整器的压力均匀度变化不大,速度均匀度提升了21%~36%,流向角均匀度则随进口条件变化;翅片式流动调整器的流动阻力高于叶片式流动调整器,低于孔板式流动调整器,与管束式流动调整器相当。

基于CFD的流动调整器优化设计

针对瓦斯抽采监控系统中气体流量计上游管道内气体流速分布不均匀问题,提出一种多组去心叶片交错分布流动调整器优化结构。以叶片组数和相邻两叶片组的交错角度为优化参数,建立4种调整器结构优化模型。利用CFD数值模拟技术分析不同雷诺数时各调整器下游的流场特性,对比调整器下游6个位置处流体的径向速度与充分发育流体的相差程度。结果表明,4组叶片交错布置11.25°时调整器整流效果相对较好,可将调整器下游所需直管长度缩短50%,为瓦斯流量测量减小空间成本、提高测量准确性提供理论参考。

Ω型管的气液两相流动调整作用数值模拟研究

为了开发基于流动调整机制的严重段塞流抑制方法,提出了一种新型流动调整装置——Ω型管,应用数值模拟方法对Ω型管内气液分层流的流动特性进行了研究,探讨了Ω型管的基本单元个数(N)、基本单元之间的距离(d/D)、主弯管弯曲半径与管径的比值(r/D)、入口气液相流速(气相和液相折算速度,U_(SG)和U_(SL))等结构参数和流动条件对Ω型管气液两相流动调整作用的影响规律。研究结果表明:①Ω型管能够实现"液相对气相阻塞"和"气相对液相携带"两个物理过程,从而将分层流转变为间歇流型;②增加N和提高r/D均可增加上述物理过程的循环周期,N的增加为更多气相先于液相通过主弯管(气相被阻塞阶段)提供了条件r/D的提高有利于增加主弯管上游的液相累积量,使气相能够携带更多的液相通过主弯管(液相被携带阶段),使得Ω型管下游液相含率波动性增强、气液两相流动特性间歇性增强,从而增强Ω型管对分层流的流动调整作用;d/D的增加影响作用不显著;③U_(SG)不变、U_(SL)增加有利于增加主弯管上游的液相累积量,为气相携带更多的液相提供了条件;增加P导致U_(SG)降低,会减弱气相携带液相的能力;增加U_(SG)同时减小U_(SL)虽然可提高气相携带液相的能力;但液相供给的减少会降低液相的累积量,导致因气相携带而进入主弯管的液相减小,从而减弱Ω型管的流动调整作用。以上研究结果为优化设计Ω型管、探索其气液两相流动调整机理和应用于集输管线-立管系统提供了基础。

CFD流动调整器性能评价方法研究

针对当前流动调整器性能评价依赖于具体管道系统,无法及时反馈、改进调整器结构等问题,提出一种基于CFD仿真技术的流动调整器性能评价方法。首先,建立流动调整器评价方法坐标系,并求解出各采样点坐标;然后,推导管道截面流速场充分发展性的判断依据,进而得出流动调整器整流效果评价指标;最后,采用CFD仿真技术对栅格式流动调整器进行验证实验。结果表明：提出的评价方法能快速、有效地对栅格式调整器下游流场充分发展性进行评判,有助于分析不同雷诺数下调整器性能的变化规律,并验证当5.84×10~6≤Re≤5.84×10~8,栅格式调整器下游不规则流场达到充分发展所需最少直管长度仅为不带调整器的0.5~0.6倍,对加速流动调整器设计、推动流体能源监测具有参考价值。

基于PIV技术流动调整器性能试验研究

管内流态畸变对压差式流量计的测量精度有较大影响。在流量计的上游安装流动调整器,可以达到改善甚至消除流态畸变、提高测量精度的目的。为了研究流动调整器的整流效果及性能,选取竖直双弯头(90°布置)和半开阀门(50%开度)两种涡发生器来产生流态畸变,采用PIV测速技术,对管束式流动调整器、AMCA调整器和Zanker流动调整器三种流动调整器的整流效果进行实验研究。研究结果表明,相较于无流动调整器情况,三种流动调整器均能明显起到改善流态畸变的作用。其中管束式流动调整器和AMCA调整器可以有效地消除径向速度波动和漩涡流动,而Zanker流动调整器消除速度不对称分布的能力最强,同时带来的压力损失也最大。

流动调整器对气体流量计量的影响

在气体封闭管道输送计量中,造成流量计量误差的原因有很多,流量计内的流态畸变就是其中一种。消除或最大程度地减少流态畸变的有效方法是在流量计上游安装流动调整器。而流动调整器本身也会造成流态畸变,在流动调整器与流量计之间需要一定长度的直管段,以达到最佳整流效果。介绍了流动调整器和流量计之间直管段长度的选择和几种流量计安装流动调整器时需要注意的事项。性能优良的流动调整器可以改善进入流量计的流体流态,优化流动条件,进而提高流量计的测量准确度。

面向主给水系统的流动调整器整流性能数值研究

针对某核电站主给水系统低负荷时文丘里流量计测值虚高所提出的流场改善需求,利用计算流体力学方法结合SST k–ω湍流模型,研究安装流动调整器时的流场特征和整流性能。首先分别对流场未安装和安装栅格(AMCA)调整器及不同结构参数的孔板调整器进行三维建模和计算,获得不同调整器对流场速度、压力、流场均匀度及流量计流出系数的影响,对比不同调整器对旁路支管所致流速畸变的整流性能,并确定选用孔板调整器的构型。其次改变调整器安装位置,对比安装位置对流场速度分布、阻力损失、均匀度改善及流量计流出系数的影响。三是针对满负荷大流量工况,将调整器与不同开度的主调节阀耦合建模,计算调整器所致额外压力损失,分析阀门开度与整流器压力损失的关系。获得的调整器构型和安装位置等参数的影响规律可为核电站主给水系统解决同类问题时的流动调整器选型和安装提供参考。

流动调整器在设冷水流量测量改进中的应用

本文通过CFD软件对设冷水管道现有布置和分别安装Etoile型、管束型和K-Lab型流量调整器后母管孔板流量计截面处的流场进行了分析。模拟计算结果显示目前的管道布置无法使测量孔板截面处的流场完全符合漩涡角的要求。3种流动调整器对流场均能起一定的改善作用。鉴于K-Lab型的结构比管束型更为紧凑,因此其更适用于现有管道布置的改进。

应用Ω型管调整气液分层流动特性实验研究

为了开发抑制严重段塞流的被动式方法,利用所提出的新型流动调整装置—"Ω型管"在水平管内气液分层流条件下开展了实验研究,讨论了Ω型管结构参数对其流动调整作用的影响规律,分析了Ω型管流动调整作用的机理。研究表明,气液分层流流过Ω型管后,液相截面含率的波动强度增加且间歇性增强,具体表现为波动曲线的标准差增加、最大值增加、最小值降低、波动范围增加和波动周期增加;Ω型管能够将气液分层流调整为气液间歇流型,其流动调整能力随主弯管弯曲半径和基本单元个数的增加而增强,受基本单元之间距离的影响相对较小;Ω型管对气液分层流流动特性的调整作用机理可以归结为两个物理过程:液体阻塞和气体携带。研究结果为进一步优化设计Ω型管以及将其应用于立管系统以抑制严重段塞流奠定了基础。

应用复合极值理论估计动态流动性调整VaR

本文首次将一分钟内的交易差价(分内价差)的分布和日收益率的分布结合了起来进行分析,应用复合极值理论给出了动态流动性调整的VaR一种估计,同时得到动态流动性调整VaR的预测方法,最后对上海汽车股票(600104)和中国石化(600028)两只股票进行了实证分析。

基于极值理论的我国股票市场流动性调整的VaR和ES研究

通过构造新的流动性风险度量指标,结合极值理论模型的分析方法,考察了我国股票市场经流动性调整的风险价值及其预期不足。实证结果显示:流动性和价格风险价值对置信水平的敏感度存在一定差异,而流动性风险和价格风险的预期不足对置信水平的敏感度相差不大;在不同的置信水平下,沪市的风险都要低于深市,且这一相对关系不受市场极端程度的影响;从流动性风险的绝对量和相对量来看,沪市的流动性都比深市要好,但两者之间的差距不明显;两市流动性风险价值比例对置信水平的变化较为敏感,但流动性预期不足的比例对置信水平却缺乏弹性。

基于流动性调整的高频协方差阵的估计及其应用研究

金融资产交易往往不具有时间的一致性,采用高频数据估计协方差阵时需要避免由于异步交易导致的"Epps"效应。常用的时间刷新技术能够解决异步交易问题,但随着资产数量增加,样本量会迅速减少。本文介绍了基于流动性调整的双频协方差阵估计方法(Rn BTSCOV),该方法可减少数据量的损失,在不对参数施加任何限制的情况下,提高估计精度。将该方法应用到投资组合中与常用的已实现协方差阵和双频协方差阵进行对比分析,研究发现Rn BTSCOV方法在所有的标准下具有更好的表现。

基于流动性调整的期望损失研究

与传统VaR方法相比,期望损失是一致风险测度,满足次可加性,但忽视了资产的流动性风险。流动性调整在险损失虽然考虑了流动性,但传统VaR方法的不足限制了La-VaR的实际应用范围和效果。鉴于此,基于相对半价差,文章研究了如何将流动性引入期望损失,得到带有流动性调整因素的期望损失模型,并给出了计算La-ES的仿真算法。实证分析表明,一致性风险测度La-ES既能够覆盖大部分极端风险,又表现的不太保守,是一种较好的风险度量工具。

中国股指期货日内不对称流动性调整VaR度量

本文在考虑买卖双方间不对称流动性及其不对称程度大小的基础上,计算买卖双方的流动性成本,对已有的流动性调整收益率方法进行扩展,提出日内不对称流动性调整VaR计算方法,并计算中国沪深300股指期货不同头寸下的不对称流动性调整VaR。研究结果表明,市场存在的不对称流动性及其程度大小会导致买卖双方面临不同流动性风险。相比传统VaR度量方法以及简单加总市场风险和流动性风险的方法等,不对称流动性调整VaR模型能更好地反映日内市场风险。

企业金融资产配置的流动性调整与创新投资驱动

企业金融资产的流动性能够在一定程度上发挥“蓄水池”功能,为持续创新投资提供内源融资功能,但金融资产自身的运营也会对企业流动性资源产生消耗,从而“挤出”创新投资。从企业创新投资的动态过程看,企业金融资产配置对创新投资的实际影响,很大程度上取决于金融资产运行对企业整体产生的流动性调整。基于2007—2018年中国上市公司样本的实证研究显示,企业金融资产配置带来的流动性调整对企业创新投资产生显著影响,与货币现金调整相吻合的正向流动性调整显著促进了创新投资,反之则对创新投资产生挤压效应。进一步的分析显示,融资约束条件与金融收益均在一定程度上刺激了企业金融资产的流动性调整对创新投资的双重效应;在公司治理机制方面则出现了分化,代理成本加剧了对创新投资的“挤出”效应,外部股东机制则加强了促进效应。

京津冀区域性人口流动及其法律调整

京津冀地区是我国人口流动较为集中的区域之一,其人口流动的类型、特点等具有区域性。从京津冀区域性发展角度而言,京津冀区域性人口流动是在京津冀三地人口流动基础上的二次转化。相应地,京津冀区域性人口流动的调整也不是京津冀三地人口流动调整的简单"相加"。人口流动是社会发展的重要参与因素。因而,在将京津冀区域性人口流动调整纳入京津冀区域性整体发展的同时,需要注重法律这一重要社会调整手段的运用,使人口流动的法律调整融入区域社会管理与区域发展之中。

基于价格冲击函数的经流动性调整VaR模型

提出了一种基于价格冲击函数的VaR(风险值)模型构建思路,以使得这种经流动性调整后的VaR更能完整地计量金融资产的风险.对于给定数量和限定期限的资产变现问题,投资者的风险偏好系数决定了其选择的交易路径是唯一的.由于投资者风险偏好系数和VaR下的置信概率水平具有一一对应关系,可以通过最优路径集下执行成本的期望和标准差组合曲线来获得不同置信概率下,经过流动性调整后的VaR.考虑到实际的资产价格分布的尖峰厚尾性,引入了正态修正因子θ,以改进VaR的风险评估效果.

中国股市经流动性调整的极值风险测度研究

针对现有市场极值风险测度方法不能反映市场流动性风险的缺陷,采用价量结合的风险测度方法,引入由换手率(Turnover Rate,以下简称TR)求得的变现时间和极值理论(Extreme Value Theory,以下简称EVT)对Bangia等(1998)提出的经流动性调整Va R的La-Va R模型(BDSS模型)进行改进,进而运用改进后的La-Va R模型对上证综指(Shanghai Stock Exchange Composite Index,以下简称SSEC)经流动性调整的极值风险进行测度,并采用规范的返回测试检验方法(Back-testing)对模型的稳健性进行检验。实证结果表明:改进后的La-Va R模型比传统的BDSS模型更能准确测度中国股市经流动性调整的极值风险;在改进后的La-Va R模型中,基于极值理论的La-Va R模型比基于学生t分布的La-Va R模型不仅更能准确地测度风险,而且模型的溢出情况也更为随机,从而拥有更好的稳健性。