發(fā)布時間：2020-04-18 13:42

【摘要】：兩相流廣泛存在于自然界和工業(yè)生產(chǎn)中,現(xiàn)代科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展對兩相流檢測的需求不斷增加。特別是隨著工業(yè)生產(chǎn)過程工藝的進(jìn)步,對非侵入式測量、節(jié)能和控制等要求的提高,兩相流過程參數(shù)測量的范圍和精度要求也隨之提高。油水、汽水兩相流中,含水率是重要的過程參數(shù)。但由于兩相流的流動狀態(tài)復(fù)雜、多變,其自身結(jié)構(gòu)變化的隨機(jī)性對測試結(jié)果影響很大,難以對含水率測量進(jìn)行直接的精確建模。因此,提出根據(jù)測量數(shù)據(jù)對兩相流動態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行估計的方法解決含水率的測量問題,采用電容傳感器和電導(dǎo)傳感器聯(lián)合測量的實驗方式,協(xié)同運(yùn)用電學(xué)傳感器上、下游測量數(shù)據(jù),豐富建模信息,分別完成了油水兩相流與氣液兩相流的含水率估計。論文的主要研究工作為:(1)油水、氣水兩相流含水率在線估計方法。針對目前兩相流含水率測量方式過程信息不充足以及流態(tài)轉(zhuǎn)換描述較少的現(xiàn)狀,確定含水率估計的整體思想為增加流動狀態(tài)估計中對狀態(tài)轉(zhuǎn)換的刻畫,以豐富對于兩相流流動對象的描述,同時結(jié)合電導(dǎo)傳感器和電容傳感器結(jié)構(gòu),提高估計算法和模型的針對性和自適應(yīng)性,實現(xiàn)精確測量。(2)油水兩相流含水率測量建模。針對油水兩相流含水率的估計問題,通過引入流動狀態(tài)轉(zhuǎn)換思想,提出線性、非線性估計方法,建立自適應(yīng)卡爾曼含水率估計模型。同時,以估計過程中的環(huán)境信息區(qū)分“連續(xù)相轉(zhuǎn)變”的界限,運(yùn)用來自不同敏感原理傳感器實測數(shù)據(jù),最終實現(xiàn)油水兩相流含水率在全含率范圍內(nèi)的準(zhǔn)確測量。(3)氣水兩相流含水率測量建模。針對氣水兩相流相比于油水兩相流流態(tài)信息更加復(fù)雜,狀態(tài)轉(zhuǎn)換更加頻繁和快速的特點,對自適應(yīng)測量模型進(jìn)行調(diào)整,從卡爾曼濾波系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)匹配和流動過程中復(fù)雜噪聲的角度,提高氣水兩相流含水率測量的精度。
【圖文】：

流型圖通常用于流型預(yù)測和識別，比較通 1976 提出的水平管氣水兩相流流型圖等。的影響方式，兩相流流型可以大致分為水平管道中兩兩相流流型，本文的研究對象為水平管道內(nèi)的兩相流管氣液兩相流流型氣液兩相流流型多樣，主要可以分為泡狀流、彈狀流狀流和環(huán)狀流。其中，泡狀流中含有大量球狀氣泡，者均勻分布于管道截面。彈狀流和塞狀流統(tǒng)稱為間斷機(jī)理以及在工業(yè)應(yīng)用過程中的控制等的研究較為普遍的分層流”，其與波狀流的區(qū)別在于氣相和液相之間平滑的。環(huán)狀流形成時，液相以液膜狀態(tài)分布于管壁會伴有液膜波浪現(xiàn)象的發(fā)生，，稱為“波浪環(huán)狀流”。示意圖如圖 1-1 所示。

凹面結(jié)構(gòu)和螺旋形結(jié)構(gòu)等，并對其進(jìn)行了優(yōu)化和選擇[4電容傳感器同樣具有成本低、易安裝、響應(yīng)快且無擾動等特點，同感器在各種流型條件下均能正常工作，如在油水兩相流含水率較低連續(xù)的范圍內(nèi)，依舊能夠較好地工作，能與電導(dǎo)傳感器形成一定的但電容傳感器易受噪聲干擾。兩種電學(xué)傳感器聯(lián)合采集的方式，可導(dǎo)傳感器在低水含率條件下失效的缺點，同時降低電容傳感器測量量結(jié)果的影響。 電容電導(dǎo)式兩相流測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電容電導(dǎo)式兩相流測試系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示，電容、電導(dǎo)傳圖如圖 2-2 所示，紅色虛線區(qū)域內(nèi)銅箔包裹的是電容傳感器和電導(dǎo)
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O359;TN713

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 董峰;李峰;譚超;;基于卡爾曼估計融合算法的油水兩相流測量[J];天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版);2014年10期

2 譚超;董峰;;多相流過程參數(shù)檢測技術(shù)綜述[J];自動化學(xué)報;2013年11期

3 馬敏;王化祥;郝魁紅;;基于γ射線的多相流檢測系統(tǒng)[J];光譜學(xué)與光譜分析;2010年07期

4 楊宏;李亞安;李國輝;;一種改進(jìn)擴(kuò)展卡爾曼濾波新方法[J];計算機(jī)工程與應(yīng)用;2010年19期

5 鄭桂波;金寧德;;兩相流流型多尺度熵及動力學(xué)特性分析[J];物理學(xué)報;2009年07期

6 李牧;臧希U

本文編號：2632153