【摘 要】
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气液两相流在核反应堆等领域非常常见,特别在锅炉工业中,环状流动是最常见的一种流型。在石油工业中井筒内和平台立管内的油气流经常处于环状流动。空隙率广泛存在于人们的日常生活和石油化工生产中。空隙率的测量不仅对施工人员的人身安全具有重要意义,还关系到优化生产过程及工艺、简化其它参数测量和测量方式等。空隙率的测量方法有很多,电容传感器就是其中一种方法。电容传感器在使用中不仅容易制作、安全经济,还能在不侵入
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气液两相流在核反应堆等领域非常常见,特别在锅炉工业中,环状流动是最常见的一种流型。在石油工业中井筒内和平台立管内的油气流经常处于环状流动。空隙率广泛存在于人们的日常生活和石油化工生产中。空隙率的测量不仅对施工人员的人身安全具有重要意义,还关系到优化生产过程及工艺、简化其它参数测量和测量方式等。空隙率的测量方法有很多,电容传感器就是其中一种方法。电容传感器在使用中不仅容易制作、安全经济,还能在不侵入测量的前提下实现高精度测量。本文基于环形电容传感器设计了气液两相环状流空隙率的实时测量系统,该系统主要由电容传感器、电源和信号激励模块、信号处理电路以及上位机显示模块组成。通过对空隙率实验值进行分析,得出结论并对实验过程中存在的不足之处提出优化建议。本文的主要贡献在于对电势分布满足的拉普拉斯方程进行求解,得到了空隙率与带修正系数的电压变化量的计算公式。然后利用有限元仿真和实验,优化电极结构,确定了适合本实验的环形电极的最佳宽度和间距。使用NI my DAQ进行数据采集,基于Lab VIEW软件通过使用G语言进行编程,设计上位机显示程序,实现空隙率的实时显示。当环形电极的宽度为35mm,两电极的间距为70mm时,在此电极结构的基础上,搭建空隙率测量系统。通过实验发现,该系统能满足一定量程的空隙率测量,证明了本实验装置在气液两相环形流中能实现空隙率的测量。
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