CN1021083C - 气固液固两相流的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气固液固两相流测量方法。它是在靠近差压式流量计扩压管的入口处确定第一测压点(1)。当有两相流通过时,在扩压管第一测压点下游处找出第二测压点(2),使得通过两测压点间压差△Ps算得的流量Gs与加料斗前的标准流量计读出的流量GB相等,当纯流体流过时,在直管部找出两测压点(3)、(4)使得其压差与(1)、(2)压差相等。向固体加料斗加入的固体粒子与流体混合的两相流,通过两相流量计测算系数K,就可求出固体流量。本方法简单易行测量精度高。
Description
本发明属于气固液固两相流的测量方法。
日本渡边金助1982年11月发表于月刊“计装”的文章“固气两相流差压流量计”一文中介绍了该种流量计的原理及测算方法。如图1所示流量计由直管和扩压管两部份组成,并水平安装。首先在扩压管入口处确定第一测压点〔1〕,在扩压管下游处找出第二测压点〔2〕,使固体粒子速度与点〔1〕速度相等。点〔1〕与点〔2〕间的距离x0,用下列公式计算
x0tanφ/r= (1-φ)/(φ) 其中r为扩压管入口处的内半径,φ0为扩压管入口处固气速度比,φ为扩压管半扩角。然后在纯气体通过时,找到直管部两测压点〔3〕、〔4〕,其之间的压差与〔1〕、〔2〕两点间压差的关系的比例系数k。由点〔1〕与点〔2〕的压差△Pa算出气体流量Ga,再由点〔3〕点〔4〕的压差△P及△Pa用 (ΔP-kΔPa)/(kΔPa) 求出固气混合比m,其中K为比例常数。则固体流量为GS=mGa,最后用温度,压力修正至标准状态相应值。采用上述方法确定第二测压点〔2〕时要分别测出固体粒子与气体的速度,十分麻烦,且误差大。
本发明的目的是提供一种气固液固两相流的测量方法。
图1是流量计结构示意图;图2是确定点〔2〕示意图;图3是确定点〔3〕点〔4〕距离示意图。
下面结合附图作详细说明。
按图〔2〕的布置,前面是高精度流体流量计〔9〕,中间为固体粒子加料斗〔8〕,后面是待测的流量计。流量计分直管部分〔6〕和扩
压管部〔7〕二部分。〔1〕、〔2〕、〔3〕、〔4〕为测压点,〔5〕为测温点。扩压管的半扩角φ应满足两个条件,一是φ角应足够大以保证固体粒子与壁面的碰撞可以忽略,且使〔1〕、〔2〕两点的压差信号足够大。二是φ角不能过大,以免使流体发生分离,对于以空气作为流体的两相流φ角应为6°-16°。由于固体粒子在直管部分与管壁的碰撞其速度小于流体的速度,在扩压管入口处粒子与管壁的碰撞可以忽略,此时粒子开始加速运动,因为流体的减速使粒子自某一点开始减速,所以,从扩压管入口处到足够远的距离,总可以找到两点,在这两点上粒子的运动速度相等。即是在两点之间固体粒子对流体动量的改变为零,因此,由这两点间的压差计算出的流量为纯流体的流量。
当有两相流通过时,在扩压管〔7〕第一测压点〔1〕下游处找出第二测压点〔2〕,使得通过这两测压点〔1〕、〔2〕间压差△PS算得的流量GS与加料斗〔8〕前的标准流量计〔9〕读出的流量GB相等。GS的计算公式如下:
其中△PS为〔1〕、〔2〕两点间压差,d1,d2分别为〔1〕、〔2〕两点处直径,μ=0.97为流量系数,ρ为流体密度。实际测量中通过两相流时〔1〕、〔2〕两点间压差为△PF。当纯流体流过时,在直管部〔6〕找出两测压点〔3〕、〔4〕,使得〔3〕、〔4〕两点之间压差与扩压管内〔1〕、〔2〕两点之间压差相等。实际测量中,通过两相流时〔3〕、〔4〕两点间压差为△P。向固体加料斗加入质量为MS的固体粒子,与流体混合后的两相流通过两相流量计测算系数K,其计算公式如下:
K=Ms/∫T 0GF (ΔP-ΔPF)/(ΔPF) dt
,
,其中T为输完质量为MS固体粒子所需时间,GF为流体流量。然后用
GS= (ΔP-ΔPF)/(ΔPF) GF来计算固体流量。
采用本发明的优点是:
(1)〔1〕、〔2〕两点的确定比现有的方法精度高,方便;
(2)K值的确定比计算的方法简单易行,精度高;
(3)扩压管半扩角的确定保证了流场稳定性。
Claims (1)
1、一种气固,液固两相流的测量方法
a.首先确定差压式流量计扩压管半扩角φ;
b.在靠近扩压管的入口处确定第一测压点[1];
其特征在于:
c.当有两相流通过时,在扩压管[7]第一测压点下游处找出第二测压点[2],使得通过这两测压点[1]、[2]间压差△PS算得的流量GS与加料斗[8]前的标准流量计[9]读出的流量GB相等,GS的计算公式如下:
其中:△PS为[1],[2]两点间压差
d1,d2分别为[1],[2]两点处直径
μ=0.97为流量系数
ρ为流体密度
实际测量中,通过两相流时[1],[2]两点间压差为△PF;
d.当纯流体流过时,在直管部[6]找出两测压点[3]、[4],使得[3]、[4]两点之间压差与扩压管内[1]、[2]两点之间压差相等。
实际测量中,通过两相流时,[3]、[4]两点间压差为△P;
e.向固体加料斗加入质量为MS的固体粒子,与纯流体混合后的两相流通过两相流量计,测算系数K,其计算公式为:
K=Ms/∫T 0GF (ΔP-ΔPE)/(ΔPF) dt
其中:T为输完质量为MS固体粒子所需时间;
GF为流体流量;
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