两相流流量测量实验报告.docx

两相流流量测量实验 一、实验目的： 了解两相流流量测量的基本方法和设备。 二、实验要求： 1、了解两相流基本流动参数的概念； 2、了解气液两相流的流型和其随流量变化的关系，以及两相流量测量的特点； ； 3、了解两相流流量测量中多参数测量的概念和具体方法。 三、实验原理： 由孔板压差Apo，和两相流为均相流动的假定，有: (5-1)其中，Qm=Ql+Qg是气、液混合物的体积流量，@乙和。&分别是液和气的体积流量；pm=pl(1—aa)+p/a是混合物的密度，p乙和pg分别是液和气的密度，aa是截面平均含气率。 (5-2)对于压差测量管段，有： (5-2) P2+pLgH=叫+p2+pMgH+询f其中，上式左面是测压管到电容压差计左边的压力和，右面是通过测压实验段到电容压差计左边的压力和，见图5-2(a)示。Apf是测压实验段内两相混合物的摩阻压力降，可以用单相流公式估算 Apf=X—PmUM(5-3)其中，X是摩阻系数，可以用单相流动公式估算；UM是混合物平均流速；D是实验管内径。 在测量获得询和叫，可以由式（5—1）和（5—2）辅以式（5—3）联孔板 孔 板 （a）（b）（c）图5-2测压实验段和竖直管道上的孔板 将式（5—1）和（5—3）代入式（5—2）并简化，得到: .H1(5-4)△p+（人）（2a2a2）ApTOC\o"1-5"\h\z1D2A2°°PM=P广函其中，（人——^）和（2a2a2）可以通过单相流标定实验由（5—3）式和（5—1）D2A2°式分别确定。在求得pm后，再由式（5—1）求得Qm和aA，最终决定4和Qg，具体计算结果见表5—1、5—2。 (5-4) 如果假定电磁流量计测量的是空气一水两相混合物的真实体积流量Qd,则可通过式（5—1）直接计算混合物的密度pm（计算略）。 四、实验回路示意简图： （见下页） 图5-1.两相流量测量实验回路删量水电磁流量计空气转于流星计 流量调节阀 : |"|4<n ....J 测量 水箱 五、实验数据处理: 序 号 单相水流量QL(m3/hr) 孔板电容 压差计读 数(100Pa) 测压段电容 压差计读数 (100Pa) 实际摩阻"(100Pa) /H1 (人 D2A2 (Pa?h2 /kg?m3) )(2a2A2)o (kg?m3 /Pa?h2) 电磁流量计 读数Qw^Md (m3/hr) 1 2 3 4 5 注：本次试验孔板电容压差计的初始值为Pa；测压段电容压差计初始值为Pa。 序 空气流 量* (m3/hr) 水转子流量计(m3/ hr) 孔板 电容 压差 计 询。 (100 Pa) 测压段电容压差计(100Pa 测压段实际压降叫(100P a) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 电磁流量计读数 QMd(m3/hr) PM式 (5-4) (kg/m 3) Q M (m3/h r) ql (m3/h r) qg (m3/h r) 流型 注：对上表进行以下说明: 1、空气流量已经进行修正，修正公式为：Qg=Qgo寿，其中PGO和PG'G分别是空气转子流量计和实验管段处的空气绝对压力，其中实验管段处压力可取实验段孔板前压力。由实验条件知：Pgo=0.7MPa；在求Pg时，从水箱处沿管向下推得，即： Pg=0.1MPa+pMgH（1.2m），式中H值为估算值。 2、孔板电容压差计询已经经过修正公式为.AP+apgH。式中o已经经过修正，公式为：0ALgaA可以采用aQ（认为滑移率s=1，均相）。 3、在由p求得a时米用公式：p=p（1-a）+pa，其中p选用P通MAMLAGAGG过理想状态方程求得。 4、数据分析：从实验结果来看，最终求得的两相流中水的流量和最初注入水的流量相比误差较小，但气体流量的误差很大，这主要是由于两相流测量的不稳定性造成的。 对于电磁流量计：假定电磁流量计测量的是空气一水两相混合物的真实体积流量Qw，则可通过式（5—1）直接计算混合物的密度pM。首先利用液相实验对实际流量与电磁流量计流量进行标定，得到二者关系式。横坐标为电磁流量计示数，纵坐标实际流量。 进行拟合得到二者的关系式为y=0.801x-4.537。对两相流实验运用此公式计算流量。将电磁流量计示数x用公式计算得到电磁流量计修正值y。结果如下表表4电磁流量计计算结果 序 号 空气流量 *(m3/hr) 水转子流 量计 (m3/hr) 总流量 (m3/hr) 电磁流量计修 正值 (m3/hr) 二者相对误 差％ 1 0.1 4 4.1 4.11 0.34 2 0.26 4 4.26 4.03 -5.31 3 0.1 3 3.1 3.31 6.86 4 0.26 3.05 3.31 2.99 -9.60 5 0.1 2 2.1 4.35 107.34 6 0.26 2 2.26