高含氣率下V錐流量計壓力恢複特性-江蘇省孝感尼蓝纺织制造有限责任公司(4G网站)
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高含氣(qi)率下V錐流量(liang)計壓力恢複(fú)特性
發布時(shí)間:2025-12-15

摘要:針對(dui)高含氣率條(tiao)件下V 錐流量(liàng)計 内氣液相(xiang)分布及對V錐(zhuī)下遊壓力恢(huī)複影響進行(hang)了實驗㊙️研究(jiū),考查了不同(tong)流型的來流(liu)以及節流比(bi)對🐆氣液相分(fèn)布的💚影響,獲(huo)得了不同節(jie)流比V錐流量(liang)計的壓力恢(huī)複長度。研究(jiū)表明:氣液兩(liǎng)相流流經V錐(zhuī)後,其流動狀(zhuàng)态可能發生(shēng)轉變,節流比(bǐ)越小,來流的(de)變💃🏻化越明顯(xiǎn);流态的變化(huà)直接影響V錐(zhui)流量計内的(de)壓力分布,氣(qi)液兩相流條(tiáo)件下V錐流量(liàng)計所需的壓(ya)力🔴恢複長度(du)與單相流體(tǐ)相比較短。對(dui)于節流比爲(wei)0.45的V錐流量計(jì),高含氣率💞條(tiáo)件下,下遊壓(yā)力在6D(D爲管道(dào)内🈲徑)處可以(yi)恢複,部分工(gōng)況下,壓力在(zài)下遊3D處也🐆可(kě)恢複,而節流(liu)比爲0.55、0.65和⭐0.75的V錐(zhuī)流量計,壓力(lì)在下遊3D即可(ke)恢複。研究結(jie)果可爲開發(fā)基于⛷️單V錐節(jie)流元件的氣(qì)液💋兩相流量(liang)在線測量方(fāng)法提供理論(lun)指導。
  高含氣(qi)率氣液兩相(xiang)流(體積含氣(qi)率φ超過95%)廣泛(fàn)存在于石油(you)、核♊能、化工、動(dong)力等工業過(guò)程中,其流量(liàng)在線❤️測量一(yi)直是多相流(liu)領域的熱點(diǎn)和難點問題(tí)。例如,在天然(ran)氣開采過程(cheng)中,氣井出口(kǒu)産氣往往爲(wèi)攜帶🐉少量液(ye)相的天然氣(qi),屬于典型的(de)高含氣率氣(qi)液兩💔相流。以(yi)我國陸上最(zuì)大的整裝氣(qi)田蘇裏格氣(qi)田爲例,其采(cǎi)用了井間串(chuàn)接工藝生産(chan)模式,這種生(sheng)産模式由于(yú)國内外均沒(méi)有在線測量(liang)氣液流量的(de)低成本🤞技術(shu),難以獲得單(dan)井生産數據(jù),嚴重影響到(dào)了對氣藏出(chū)水的準确預(yu)測、配産的科(kē)學管理、增産(chǎn)措施的科學(xué)設計等[1-2]。
  當前(qian),采用最多的(de)高含氣率氣(qi)液流量在線(xian)測量方法爲(wei)“組合法”,即通(tong)過兩個或多(duo)個單相流量(liàng)計(傳感🔴器)串(chuan)聯起來,通過(guò)求解單相流(liu)量計對應的(de)測量方程得(dé)到☀️氣液兩相(xiàng)的流量。其中(zhong)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,采用最多的(de)是 差壓流量(liang)計 孔闆流量(liàng)計 、文丘裏管(guan)、V錐流量計等(děng))和其他傳感(gǎn)器(包括速度(dù)式、容積💋式、質(zhi)💘量🎯式、伽馬射(she)線、微波以及(ji)紅外光譜傳(chuán)感🐉器等)的組(zǔ)合型式[3]。自20世(shì)紀50年代起,人(rén)們就開始探(tan)索氣液兩相(xiang)流在線測量(liàng)技術,到💋20世紀(jì)90年代,其商業(ye)應🚩用開始興(xìng)起,許多研究(jiū)機構和公司(sī)相繼🔞推出了(le)一系列的氣(qi)液在線測量(liàng)流量計此外(wai),這些裝置所(suo)用測量模型(xíng)對🌈工況變化(huà)的适應性不(bu)強,多需要進(jìn)行現場标定(dìng),并且其價格(ge)高👌昂不适于(yú)氣井單井計(jì)量等對成本(běn)要求較苛🈲刻(ke)場合。因此,迫(pò)切需要開發(fā)出成本低廉(lian)、準确可靠的(de)㊙️氣液流量在(zai)線測量技術(shu)和🔱方法。
  作爲(wèi)一種新型的(de)差壓式流量(liang)計,V錐流量計(jì)因其具有信(xin)✌️号穩❤️定、壓損(sun)低、量程比寬(kuan)、所需直管段(duàn)短等優點[12-15],近(jin)年來在多相(xiàng)流測量領域(yù)受到了越來(lái)越多的🐕關注(zhu)。deLeeuw發現,差壓流(liú)量計測量氣(qì)♊液兩相流時(shi),其壓力損失(shi)能夠反映氣(qi)液流量、相含(han)🐉率、氣液密度(du)比等參數的(de)變化,可用進(jin)行氣液流量(liàng)在線測量[16]。根(gēn)據Steven的研究結(jie)果[17],He等采用節(jiē)流比爲0.55的V錐(zhui)流量計,結合(he)V錐流量計壓(ya)力損失特性(xing),建立了基于(yu)單V錐節流裝(zhuang)置的氣液兩(liang)相流在線測(ce)量方法[14]。确定(dìng)V錐下遊🏃‍♂️壓力(li)恢複位置,是(shi)準确獲得壓(ya)力損失的前(qian)提,但是目前(qián)尚缺乏😄針對(dui)V錐流量計下(xià)遊壓力恢複(fu)特性的系統(tǒng)研究。值❓得注(zhù)意的是,He等在(zai)計算壓力損(sǔn)失時,認爲壓(yā)力在V錐🌐下遊(yóu)☎️3倍管徑處即(jí)可恢複🐆[14]。因此(ci)📞,研究V錐流量(liàng)計壓力恢複(fú)特性,獲得下(xià)遊壓力恢複(fú)位置,對于建(jian)立基于🔞單V錐(zhuī)節流裝置的(de)氣液兩相流(liu)在線㊙️測量方(fāng)法十分關鍵(jian)。
  針對V錐流量(liang)計,通過實驗(yàn)對不同節流(liu)比的V錐流量(liang)計壓力恢😍複(fú)特性進行了(le)研究。首先,研(yan)究了V錐流量(liàng)💯計内氣液相(xiang)分布特性,重(zhong)點考查了不(bu)同流型來流(liú)⛷️流經V錐後的(de)變化,以及節(jie)流比💋對氣液(yè)相分布的影(yǐng)響;其次,分析(xi)了V錐流量計(jì)下遊壓力恢(hui)複特性,對比(bi)了單相和氣(qì)🈲液兩相條件(jian)下V錐下遊壓(yā)🚩力恢複位置(zhì)的變化;最後(hou),給⭕出了不同(tong)節流比V錐流(liú)量計的下遊(you)壓力恢複長(zhang)度。研🙇🏻究結果(guo)爲建立基于(yu)單V錐節流元(yuan)件的氣液兩(liang)相流量在線(xiàn)測量方法提(tí)供了技術支(zhī)撐。
1實驗裝置(zhi)及方法
1.1.V錐流(liu)量計
  V錐流量(liang)計的節流元(yuan)件結構如圖(tú)1所示,節流元(yuán)件由前、後錐(zhui)角分别爲α和(he)θ的兩個V形錐(zhuī)體組成,并且(qie)由支撐杆固(gu)定在管道上(shàng);高壓取壓口(kou)位于V錐元件(jian)上遊,低壓取(qǔ)壓口位于後(hou)錐體的頂點(diǎn)處,穿過錐體(tǐ)由支😘撐杆引(yǐn)出管外。V錐流(liu)量計水平放(fang)置,其前、後錐(zhuī)角分别爲45°和(he)135°。基于内徑D爲(wei)50mm的管道,通過(guò)改變錐體直(zhí)徑d,設計了節(jie)流比β分别爲(wei)0.45、0.55、0.65和0.75的4個V錐流(liu)量計;同時,爲(wei)了觀察氣液(yè)兩相流的流(liu)型特征及流(liu)經V錐前後的(de)變化,測試管(guan)道采用透明(míng)的有機玻璃(li)管。實驗段及(jí)錐體實物圖(tu)如圖2所示。
1.2實(shi)驗系統
  氣、水(shuǐ)兩相流實驗(yàn)系統流程如(ru)圖3所示。實驗(yàn)介質采用的(de)是壓縮空氣(qì)和自來水。空(kōng)氣流量由精(jing)度爲0.5%的科氏(shi)質量流量計(ji)進行計💃🏻量,水(shuǐ)流量由精度(dù)爲0.2%的電❤️磁流(liu)量計或精度(dù)爲0.1%的科氏質(zhi)😄量流量計進(jin)行計量,依據(jù)不同的實驗(yan)工況選擇不(bu)👈同的流量計(ji);計量後的空(kōng)氣和水在混(hun)合器内實現(xiàn)氣液混合,然(rán)後流經一定(ding)長度的直管(guǎn)段,進入實驗(yàn)🐆段進行實驗(yàn)。爲✌️了保證氣(qi)液充分混合(hé)和流動充分(fen)發展,從混合(he)器出口到V錐(zhuī)測試段入口(kǒu)的直管段長(zhang)度約爲150D;實驗(yàn)段出口🐆的氣(qi)液混合物由(you)分離器進行(háng)分離,空氣直(zhí)接排入大氣(qi)中,水進入儲(chu)水箱進行循(xun)環利用。
V錐流(liú)量計錐體結(jie)構圖

  壓力P由(you)精度爲0.075%的Rosemount3051CG型(xíng)壓力傳感器(qì)測量,差壓△P由(you)精度☔爲0.075%的Rosemount3051CD型(xíng)差壓傳感器(qi)測量。溫度由(you)Pt100溫度傳感器(qi)測量,其精♻️度(du)爲🐅±0.15℃。實驗數據(jù)由NIUSB-6229數☁️據采集(ji)系統和基于(yú)LabVIEW的測量軟件(jian)獲得,采集的(de)數🔴據包括🍉氣(qì)、液流量、溫度(dù)、壓力🈲、差壓等(děng)。實驗中根據(jù)測量儀表的(de)響應頻😘率特(tè)性,設定采樣(yang)頻率爲500Hz,每個(gè)工況采樣時(shí)間爲💃60s。采用奧(ao)林巴斯(Olympus)公司(sī)的i-SPEEDTR高速攝像(xiang)機記錄V錐流(liú)量計内的氣(qì)液流動狀态(tài)。

1.3測試方法
  爲(wei)了判斷V錐下(xia)遊的壓力恢(hui)複位置,實驗(yan)過程中沿流(liú)動方向在V錐(zhui)節流裝置上(shang)布置了P1′、P1、P0、P2、P3和P4共(gong)計6個取壓點(diǎn),如圖4所示。其(qi)中,P1′、P1分别位于(yú)V錐上遊5D和1D處(chu),P0位于V錐錐尾(wěi)取壓口處,P2、P3和(he)🏃🏻‍♂️P4分别位于V錐(zhuī)下遊3D、6D和9D處,取(qǔ)壓點之間的(de)距離L0、L1、L2、L3、L4如❄️圖4所(suo)示。實🔞驗過程(chéng)中測量5個差(cha)壓(△P0、△P1、△P2、△P3和△P4)和一個(ge)壓力P4。其中,△P1爲(wèi)前差壓,△P2、△P3和△P4爲(wei)後差壓。根據(jù)壓力P4與差壓(yā)之間的關🔅系(xi)🧡,計算其餘5個(gè)取♋壓點處的(de)靜壓。取壓點(diǎn)的位置、靜壓(yā)和差壓的關(guan)系見表📱1。

  實驗(yàn)中根據測量(liàng)差壓的範圍(wéi)選擇不同量(liang)程的傳感🔞器(qi),采用 便攜式(shì) 375手操器 根據(jù)測量工況對(dui)儀表的量程(cheng)範圍進行調(diào)校,使測量🎯儀(yí)表保持最佳(jiā)測量範圍。另(lìng)外,除錐尾低(dī)壓取壓點外(wai),其餘的取💋壓(yā)點❗均位于管(guan)道上壁面。實(shi)驗中過程中(zhōng)并👨‍❤️‍👨未發現導(dao)壓管中積液(ye)🈲現象,僅🔞有少(shǎo)量的液滴進(jin)入導壓管内(nei),對👄壓力和差(chà)👈壓測量基🛀🏻本(ben)沒有影響。因(yīn)此,在氣液兩(liang)相流測♊量範(fàn)圍内,壓力、差(cha)壓傳感🚩器的(de)導壓管無需(xū)加裝過濾器(qi)。
1.4實驗工況設(she)計
  氣液兩相(xiàng)流的氣液分(fèn)相流量、壓力(li)等流動參數(shu)以及節流比(bǐ)對V錐測量氣(qì)液兩相流時(shí)流動和壓力(li)分㊙️布特性的(de)影響規律。節(jie)流比爲0.45、0.55、0.65與0.75的(de)4個V錐節流裝(zhuāng)置。對每個節(jiē)流裝🏒置,測量(liàng)了0.10、0.15、0.20及0.30MPa共‼️計4組(zǔ)壓力;每組壓(yā)力對應4組不(bú)同的氣相♊流(liu)量,每組🔴氣相(xiang)流量🌐調節10次(cì)左右的液相(xiàng)流量。實驗工(gōng)況參數如表(biao)2所示。

  實驗中(zhōng),不同節流比(bǐ)V錐流量計的(de)實驗工況基(ji)本相同,由于(yu)實驗過程中(zhong)的操作誤差(chà)而略有差異(yi)。以β=0.75的V錐流量(liàng)計💰爲例,其實(shí)驗工況在經(jing)典的Mandhane流型圖(tú)[18]上的分布如(rú)圖5所示。圖中(zhong)Usg和Usl分别爲💰氣(qi)、液表觀流速(sù),如下式所示(shì)
???
式中:mg和ml分别(bie)爲氣、液相質(zhi)量流量;ρg和ρl分(fèn)别爲氣、液相(xiang)🈲密🏃‍♀️度。
  可知,測(cè)試工況位于(yú)光滑分層流(liú)、波狀分層流(liu)、環狀流以及(ji)彈🈲狀流區域(yù)。其中大部分(fen)工況點位于(yú)波狀❌分層🎯流(liu)和環狀流區(qu)域。

2實驗結果(guo)及分析
2.1V錐流(liú)量計内相分(fèn)布特性
  氣液(yè)兩相流流過(guò)V錐後其流動(dong)的變化主要(yào)取決于來流(liú)流型和📐錐體(tǐ)結構。不同流(liú)型的來流流(liu)過同一❗V錐節(jie)流元🎯件,可💋能(neng)呈現出不同(tong)的相分布特(te)性;同一流型(xing)流過不同✂️結(jié)構的錐體後(hou)🆚,也可能呈現(xian)出不同的相(xiang)分布特性。
  當(dāng)來流爲光滑(hua)分層流時,流(liú)體經過錐體(tǐ)喉部加速♋,然(rán)❗後噴出📐,使得(de)管道下部的(de)分層液體破(po)碎形成液滴(di),飛濺到管道(dao)上壁面(見圖(tu)6)。節流比越小(xiao)(即V錐錐體越(yue)大),噴射速度(du)越高,飛濺至(zhi)管道上壁面(mian)的液體也☁️越(yuè)多。液相的加(jia)速和破碎,使(shǐ)錐後的管道(dào)下部液體發(fa)生波動;節流(liú)比越小,波動(dòng)程度越大;在(zai)V錐下遊一定(ding)距離處波🛀動(dòng)👈逐漸減弱,例(li)如節流比爲(wèi)0.55的V錐節流裝(zhuāng)置,在V錐下遊(you)約3D處,液膜的(de)波動逐漸變(biàn)小(見圖6b)。

  圖7展(zhǎn)示了來流爲(wei)波狀分層流(liú)時的情況。與(yǔ)光滑分層流(liú)相比,來流液(yè)體的增多,減(jiǎn)小了氣體的(de)流通面👄積,V錐(zhui)喉部氣液作(zuò)用劇烈,高速(su)的氣流攜帶(dai)更多的液體(tǐ)至⁉️管道内壁(bì)。當攜帶的液(yè)量足夠多時(shi),會在管♻️道上(shàng)部形成連續(xu)液膜(如圖7a所(suo)示),使來流👨‍❤️‍👨轉(zhuǎn)變成環狀流(liu)。來流工況基(ji)本相同時,能(néng)否轉變成環(huan)狀流則⛱️取決(jué)于節流比的(de)大小。如圖7所(suo)示,節流比爲(wei)0.75的V錐裝♈置,下(xia)遊管道上部(bù)💋僅有少量的(de)液滴和液條(tiao);随着節流比(bǐ)的減小,液滴(di)和液條也逐(zhú)漸增多,當節(jiē)流比爲0.45時,V錐(zhuī)下遊爲環狀(zhuang)流态🈲。
來流爲(wèi)波狀分層流(liú)時在V錐流量(liang)計節流裝置(zhi)内流型圖
  圖(tu)8所示,來流爲(wèi)彈狀流流型(xing)時,彈頭部位(wei)的大股液🧡體(tǐ),經過V錐之後(hòu)劇烈破碎,與(yǔ)氣體進行混(hun)合,形成環狀(zhuang)流。可以預測(ce),與來🈲流的彈(dan)狀流流型相(xiàng)比,此時的環(huan)狀流氣核中(zhōng)夾帶更多液(ye)體,管道内壁(bì)上的液膜🌂分(fèn)布也較爲均(jun1)勻,并且節流(liú)比❤️越小,氣核(hé)🐉中夾帶的液(yè)量也越多。

  環(huan)狀流流過V錐(zhuī)節流元件時(shi),由于V錐節流(liú)裝置環形通(tong)道特點,V錐對(dui)環狀流的破(po)壞較小,下遊(yóu)仍然呈環狀(zhuàng)流型(如圖9所(suǒ)示)。由🌈于喉部(bu)的加速,氣液(yè)剪切作用強(qiáng)烈,使得液膜(mó)🐕破碎成液滴(dī),導緻氣核中(zhong)液滴夾帶量(liang)增加;相同工(gong)況條件下,節(jiē)流比越小,液(ye)膜越容易破(pò)碎,氣核中🏃‍♂️液(ye)滴夾帶量越(yuè)大。

  如圖10所示(shi):表觀氣速較(jiào)低時,來流的(de)表觀液量越(yue)大,錐後液體(tǐ)被卷吸的高(gao)度也越高,卷(juàn)吸距離越短(duǎn),同時飛🌈濺液(yè)量越多,越容(rong)易在下遊管(guan)壁上形成液(ye)膜(見圖10a~10d);表觀(guān)氣速較高時(shí),随着表🔞觀液(yè)量增大,錐後(hou)的氣液作用(yong)越劇烈,氣核(hé)中夾帶的液(ye)體越多,氣液(yè)分布越均勻(yun)(見🔴圖10e~10h)。

2.2壓力恢(huī)複長度
  V錐節(jiē)流裝置的壓(yā)力恢複長度(du),是指從V錐錐(zhui)尾取壓孔到(dào)下遊壓力基(ji)本不再變化(hua)位置處的距(ju)離[19]。該處流體(ti)的動☂️能已㊙️恢(hui)複㊙️,從該處往(wǎng)下遊,壓力沿(yán)流動方向降(jiang)低主要是流(liú)體之間以及(ji)流體與壁面(miàn)之間的摩擦(ca)造成的。
2.2.1壓力(lì)恢複位置判(pan)定圖11所示爲(wei)氣液兩相流(liú)流經V錐時6個(gè)取壓位❌置處(chu)的靜壓力。可(kě)以發現,氣液(ye)兩相流流過(guo)V錐之後,動🌍能(néng)迅👨‍❤️‍👨速恢👅複,壓(yā)力升高,然後(hou)趨于穩定。壓(yā)力恢複位置(zhì)可能受到氣(qi)、液相流量、節(jiē)流比等因素(sù)的影響,隻有(you)确定了V錐下(xià)遊的壓力恢(huī)複位置☎️,才能(neng)合理布置下(xià)遊高壓💃🏻取壓(ya)點的位置,得(dé)到準确的壓(yā)力損失💋。這對(duì)于利用V錐節(jiē)流裝置的壓(yā)損特性,建立(lì)基于單節流(liú)裝置的氣液(ye)兩相流在線(xian)測量模型十(shi)分關鍵。
V錐流(liu)量計節流裝(zhuāng)置沿流動方(fāng)向靜壓力分(fèn)布圖
  根據下(xià)遊壓力的分(fèn)布特性可知(zhi),當V錐下遊3個(ge)取壓點的壓(yā)力滿足P2>P3>P4時,則(zé)認爲V錐下遊(you)壓力在P2處(3D)已(yǐ)恢複;當滿㊙️足(zú)P2<P3>P4時,則可🏃‍♂️認爲(wei)下遊壓力在(zai)P3處(6D)已恢複。
定(dìng)義

  按照上述(shu)判别方法,若(ruo)△P3-2<0且△P4-3<0,則在V錐下(xia)遊3D處壓力已(yǐ)恢複;若△P3-2>0且△P4-3<0,則(ze)在V錐下遊6D處(chu)壓力已恢複(fu)。
2.2.2單相流體壓(yā)力恢複長度(dù)實驗研究了(le)空氣和水兩(liǎng)種單相介質(zhì)情況下V錐流(liu)量計的壓力(li)恢複長度。由(yóu)圖12可知,測🈲量(liàng)介質爲空氣(qi)時,對于節流(liú)比爲0.45和0.55的V錐(zhui)節流裝置,其(qi)下遊壓力🏃在(zài)V錐下遊3D處并(bìng)未完全恢複(fú),而6D時可以認(rèn)爲壓力已完(wán)全恢🐉複,因此(cǐ)其🚶壓力恢複(fu)長度大于3D;對(duì)于節流比爲(wèi)0.75的V錐節流裝(zhuāng)🎯置,其下遊壓(yā)力在V錐下遊(you)♋3D處則可以完(wan)全恢複;節流(liú)比爲0.65的V錐節(jie)流裝置,當氣(qì)體雷諾數Reg≥0.6×105時(shi),也可以認爲(wei)其壓力在V錐(zhuī)🔞下遊3D處已完(wan)全恢複。當流(liú)動介質爲水(shui)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻時,如圖13所示(shì)爲△P3-2和△P4-3随液體(tǐ)雷諾數Rel的變(biàn)化,4個不同節(jie)流比的V錐節(jiē)🙇🏻流裝置下遊(yóu)壓力恢複處(chu)的位置與測(cè)量空氣時所(suǒ)需的恢複長(zhang)💞度基本相同(tóng)。

2.2.3氣液兩相流(liú)時的壓力恢(hui)複長度如圖(tu)14和15所示,測量(liang)氣🍓液兩相❌流(liu)時V錐流量計(ji)下遊壓力恢(hui)複長度與測(cè)量單相流時(shi)并不完全相(xiàng)🔱同。對于節流(liu)比爲0.45的V錐流(liú)量計,空氣中(zhong)引入少量💰水(shui)後,當體積含(hán)氣率小于99.5%時(shí),部分測試工(gong)況所需的壓(ya)力恢複長度(dù)與單相空氣(qi)㊙️相比變短,但(dan)仍有一些實(shi)驗工況的壓(ya)力恢複長度(du)需要大于3D,而(ér)在下遊6D處壓(yā)力能夠完全(quan)恢複。在圖14中(zhong),節流比爲0.55的(de)V錐流量計測(ce)量氣液兩相(xiang)流時,壓力在(zài)💞下🚶‍♀️遊3D處即能(néng)恢複。這✨意味(wei)着與測量單(dan)🍉相空氣相比(bi),液相的加💯入(rù)縮短了V錐流(liu)量計下遊所(suǒ)需的壓力恢(hui)複長度。其主(zhu)要原🔆因如下(xia):①V錐前後流型(xíng)變化的影響(xiǎng)。由圖10可知,在(zai)一定表觀氣(qi)液流速下,氣(qi)液兩相流流(liu)⛹🏻‍♀️經V錐後,流型(xing)可能發生變(bian)化,如分層流(liú)變成環狀流(liú)⭕(見圖10c、10d)等。環狀(zhuang)流條件下,壁(bi)面潤滑效應(ying)的存在使得(de)摩擦壓降降(jiang)低,進而導緻(zhì)壓力恢複♻️距(jù)離的縮短⭐,并(bing)♉且節流比越(yue)小(錐體☀️體積(ji)越大),對流型(xíng)影響越大,流(liú)型轉變所需(xū)😘的氣液流速(sù)越低(見圖7),對(duì)下遊壓力分(fèn)布的影響越(yue)明顯。②與V錐下(xia)遊的🏒尾渦對(dui)壓力分布特(te)🎯性的影響有(you)關。尾渦越長(zhang),則壓力恢複(fú)所需的距離(lí)越長。研究發(fa)現,氣液兩相(xiang)流💔來流時的(de)尾❗渦長度比(bǐ)♍單相氣體時(shí)的短,因此所(suo)需的壓力⚽恢(hui)複長度也小(xiǎo)于單相氣體(tǐ)。圖15表明,節流(liú)比爲0.65和0.75的V錐(zhui)節流🔆裝置測(ce)量高含氣率(lǜ)氣液兩相流(liú)時,壓力在下(xià)遊3D處可完全(quán)恢複。


  對于4個(ge)不同節流比(bi)的V錐流量計(jì),在實驗範圍(wéi)内,測㊙️量🏒單相(xiang)流體和氣液(ye)兩相流時,所(suo)需的壓力恢(hui)複長度如表(biǎo)3所示。可知,V錐(zhui)節流裝置測(cè)量氣液兩相(xiang)流時,當節流(liú)比爲0.45時,建議(yi)恢複壓力測(cè)壓點設在大(dà)于3D的位置處(chu);節👄流比爲0.55、0.65和(hé)0.75時,推薦恢複(fu)壓力測壓點(dian)設在🏃🏻下遊3D處(chù)。此外,在研究(jiu)範圍内,壓力(lì)恢複長度受(shòu)入口壓力影(yǐng)響較🌈小。
3結論(lun)
  高含氣率條(tiáo)件下V錐流量(liang)計内氣液相(xiàng)分布特性及(ji)V錐下遊👈壓🏃🏻‍♂️力(lì)恢複特性。考(kao)查了不同流(liu)型來流以及(jí)🥰節流比對🈲氣(qi)液相分布的(de)影響,獲得了(le)不同節流比(bǐ)V錐流量計的(de)壓力恢複長(zhang)度,主要結論(lun)如下:
(1)氣液兩(liǎng)相流流經V錐(zhui)後,其流動狀(zhuàng)态可能發生(sheng)轉變,節流❄️比(bǐ)越小,來流的(de)變化也越明(ming)顯;V錐下遊的(de)相分布特㊙️征(zhēng)與來流流型(xing)密切相關。流(liú)态的變化會(hui)直接影響V錐(zhui)流量計内的(de)壓力分布。
(2)對(duì)于光滑分層(céng)流和波狀分(fèn)層流,在錐體(tǐ)喉部加速😍的(de)影響下,下遊(you)管道上壁面(miàn)有液滴或液(ye)膜出現,且在(zài)一定條件下(xia),V錐下🈲遊可轉(zhuan)變爲環狀流(liú);彈狀流流經(jīng)V錐後,則轉變(biàn)🌈爲氣核中夾(jia)帶🔞大量液滴(di)的環狀流;V錐(zhui)對環狀流氣(qi)液相分布影(ying)響較小。
(3)氣液(yè)兩相流條件(jian)下V錐流量計(ji)所需的壓力(li)恢複長度💔與(yu)單相流體相(xiàng)比較短。對于(yú)4種節流比的(de)V錐流量🤞計,節(jiē)流比爲0.45時,高(gāo)含氣率條件(jiàn)下,下遊壓力(li)在6D處可🈲以恢(hui)複,部分工況(kuang)條件下,下遊(yóu)👅壓力在3D處即(jí)可恢複;節流(liu)比爲0.55、0.65和0.75的V錐(zhuī)流量計,壓力(li)🈲在下遊3D即可(kě)恢複。

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