【摘 要】
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气液两相流广泛存在于石油化工、能源动力、核工业、热能工程等领域,准确测量气液两相流参数对工业生产过程优化及其控制具有重要意义。气液两相流流型复杂多变,流动结构呈现复杂性、随机性、无规则性和不稳定性等流动特征,气液两相流分散相局部流速及浓度呈非均匀分布特性,气液相间存在显著滑脱效应,准确测量气液两相流流动参数具有很大挑战性。由于气相及液相之间具有显著的传热特性差异及热式传感器响应不受流体矿化度影响等
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（No.42074142）:井筒内复杂流态下分布式微波传感器持水率测井方法研究； 国家自然科学基金重大科研仪器研制项目（资助号:51527805）:油井油气水三相流产出剖面测井仪器研制；
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气液两相流广泛存在于石油化工、能源动力、核工业、热能工程等领域,准确测量气液两相流参数对工业生产过程优化及其控制具有重要意义。气液两相流流型复杂多变,流动结构呈现复杂性、随机性、无规则性和不稳定性等流动特征,气液两相流分散相局部流速及浓度呈非均匀分布特性,气液相间存在显著滑脱效应,准确测量气液两相流流动参数具有很大挑战性。由于气相及液相之间具有显著的传热特性差异及热式传感器响应不受流体矿化度影响等优点,本文提出了一种基于分布式热式传感器与电导传感器组合测量气液两相流流量方法。分布式热式传感器主要用来获取加热管段不同位置的壁面温度和流体温度,从而得到气液两相传热系数信息。电导传感器主要用于获取气液两相流持气率信息。在此基础上,构建了热式传感器与电导传感器组合测量气液两相流流量测量方法。论文研究工作取得了如下创新性研究成果:1.设计了一种小管径气液两相流分布式热式传感器测量系统。通过气液两相流动态实验,发现三种典型流型（段塞流、混状流及泡状流）在总流速较低时,气相表观流速变化对传热特性有一定影响,随着总流速逐渐增加,气相表观流速对传热特性影响逐渐减弱,总体上,小管径时气液两相流传热特性主要敏感于水相表观流速变化。由此构建了分布式热式传感器测量水相表观流速的技术方案。2.在考察气液两相流传热模型基础上,提出了基于热式传感器及电导传感器组合测量气液两相流流量的改进模型。建立了基于流型的气液两相流传热系数非线性预测模型。结合电导传感器获取的持气率测量信息,实现了气液两相流总流速及分相表观流速测量。模型试验结果表明,预测的总流速绝对平均相对误差（AAPD）为4.211%,预测的水相表观流速绝对平均相对误差（AAPD）为3.695%,取得了较好的气液两相流流量测量精度。
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