本文關(guān)鍵詞：小流量熱式氣體質(zhì)量流量測量方法研究

  更多相關(guān)文章： 小流量氣體 氣體質(zhì)量流量測量 溫度補(bǔ)償 組分補(bǔ)償 環(huán)形分布器

【摘要】：石油作為國家的重要戰(zhàn)略性能源,對于整個(gè)國家的發(fā)展具有不可忽視的重要意義,隨著石油資源需求量的日益增長,合理有效的開采方法顯得尤為重要,而火燒油層技術(shù)是提高原油采收率的重要方法之一。為了實(shí)時(shí)掌握油井井下氣體注入狀況和各油層對氣體有效吸收特性,必須對混合氣體的質(zhì)量流量進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測。熱式氣體質(zhì)量流量測量方法對于小流量氣體的測量具有其它方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn),并在混合氣體的質(zhì)量流量測量方面得到廣泛的應(yīng)用。本文以研究遼河油田火燒井空氣(助燃劑)的注入狀況、監(jiān)測微小氣體流量為目的,提出一種具有自動溫度補(bǔ)償和混合氣體組分補(bǔ)償功能的小流量熱式氣體質(zhì)量流量測量方法。首先對熱式氣體質(zhì)量流量測量方法進(jìn)行理論分析,建立質(zhì)量流量測量的數(shù)學(xué)模型;然后提出了恒溫差測量法和定功率測量法,通過對比分析兩種方法的特點(diǎn),選擇恒溫差測量法作為本文流量計(jì)的測量模式,確定設(shè)計(jì)方案;最后研究了溫度補(bǔ)償算法和組分補(bǔ)償算法,并根據(jù)溫度補(bǔ)償原理提出了改進(jìn)型溫度補(bǔ)償算法和硬件實(shí)現(xiàn)方案。在理論分析的基礎(chǔ)上,利用FLUENT進(jìn)行流體仿真,并對速度云圖及溫度云圖進(jìn)行分析。通過仿真確定傳感器結(jié)構(gòu),并提出一種在管道中加入環(huán)形分布器的優(yōu)化模型;對優(yōu)化模型進(jìn)行不同雷諾數(shù)下的流體仿真分析,驗(yàn)證了質(zhì)量流量測量的數(shù)學(xué)模型,并最終確定傳感器的優(yōu)化結(jié)構(gòu),提高了本文設(shè)計(jì)方案的可靠性。本文采用STM32F103ZET6單片機(jī)控制氣體質(zhì)量流量測量系統(tǒng),采用改進(jìn)型自動溫度補(bǔ)償電路,得到與各個(gè)瞬時(shí)流量以及氣體溫度對應(yīng)的電壓值,通過計(jì)算并在液晶屏上顯示不同流速對應(yīng)的實(shí)時(shí)電壓曲線、瞬時(shí)流速以及累積流量值。軟件設(shè)計(jì)主要包括ADC轉(zhuǎn)換模塊、流量數(shù)據(jù)處理模塊和流量顯示模塊的設(shè)計(jì)。從小流量熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出,本文設(shè)計(jì)的樣機(jī)在測量流速為0m/s~3m/s的小流量氣體時(shí)具有高靈敏度和良好的重復(fù)性,測量精度可達(dá)±1.5%。同時(shí)也驗(yàn)證了改進(jìn)型自動溫度補(bǔ)償算法和混合氣體組分補(bǔ)償算法的可行性。因此,本文提出的測量方法適用于小流量氣體質(zhì)量流量的測量。為深入了解火燒井各層注入氣體量、充分燃燒油層、提高采收率提供了可靠的依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：小流量氣體 氣體質(zhì)量流量測量 溫度補(bǔ)償 組分補(bǔ)償 環(huán)形分布器
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE35;TE937
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要7-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題背景10-13
• 1.1.1 氣體流量測量方法討論10-12
• 1.1.2 混合氣體流量測量方法可行性分析12-13
• 1.2 熱式氣體質(zhì)量流量測量技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13-14
• 1.3 課題研究的目的、意義及內(nèi)容14-15
• 1.3.1 課題研究的目的和意義14-15
• 1.3.2 課題主要研究內(nèi)容15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第二章 熱式氣體質(zhì)量流量測量方法研究16-32
• 2.1 熱式氣體質(zhì)量流量測量理論分析16-22
• 2.1.1 流體流動基本原理16-18
• 2.1.2 傳熱原理18-19
• 2.1.3 熱式氣體質(zhì)量流量測量的工作原理19-22
• 2.2 熱式氣體質(zhì)量流量測量方法研究22-26
• 2.2.1 傳感元件的選擇22-23
• 2.2.2 熱式氣體質(zhì)量流量的測量方法23-26
• 2.3 熱式氣體質(zhì)量流量測量的補(bǔ)償算法研究26-31
• 2.3.1 溫度補(bǔ)償算法研究26-28
• 2.3.2 改進(jìn)型自動溫度補(bǔ)償電路28-29
• 2.3.3 組分補(bǔ)償算法研究29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 熱式氣體質(zhì)量流量測量方法的流體仿真32-41
• 3.1 FLUENT軟件簡介32-33
• 3.2 FLUENT仿真過程33
• 3.2.1 利用GAMBIT建立計(jì)算模型33
• 3.2.2 FLUENT求解33
• 3.3 探頭位置的確定及模型優(yōu)化33-37
• 3.3.1 探頭位置仿真與分析33-36
• 3.3.2 模型優(yōu)化36-37
• 3.4 仿真結(jié)果與數(shù)據(jù)分析37-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 小流量熱式氣體質(zhì)量流量測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)41-52
• 4.1 系統(tǒng)方案總體設(shè)計(jì)41
• 4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)41-48
• 4.2.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)41-42
• 4.2.2 氣體流量測量電路的設(shè)計(jì)42-43
• 4.2.3 電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)43-44
• 4.2.4 單片機(jī)及其外圍電路設(shè)計(jì)44-46
• 4.2.5 液晶顯示電路設(shè)計(jì)46-47
• 4.2.6 數(shù)據(jù)存儲電路設(shè)計(jì)47
• 4.2.7 串口電路設(shè)計(jì)47-48
• 4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)48-51
• 4.3.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)48-49
• 4.3.2 ADC模塊軟件設(shè)計(jì)49-50
• 4.3.3 顯示模塊軟件設(shè)計(jì)50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析52-62
• 5.1 小流量熱式氣體質(zhì)量流量測量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)52-53
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)52
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置的搭建52-53
• 5.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的曲線擬合53-55
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析55-61
• 5.3.1 常溫下的樣機(jī)特性曲線55-60
• 5.3.2 溫度變化下的樣機(jī)特性曲線60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 發(fā)表文章目錄66-67
• 致謝67-68

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 黃光輝;潘兆柏;;90年代的質(zhì)量流量測量方法[J];國外油田工程;1992年02期

2 郁周;;變組分氣體流量測量方法的探討[J];石油化工自動化;2012年04期

3 任桂芬;;基于流量計(jì)算的PLC一體化流量測量方法的改進(jìn)[J];油氣田地面工程;2011年05期

4 單亦先,任旭虎;油井超聲互相關(guān)流量測量方法[J];石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年04期

5 梁法春;陳婧;王棟;扈新軍;;分流分相式多相流量計(jì)研究進(jìn)展[J];石油礦場機(jī)械;2008年04期

6 梁強(qiáng);張宏建;;基于流型的文丘里管二相流量測量方法[J];化學(xué)工程;2008年07期

7 徐鎮(zhèn)勇;;濕空氣流量計(jì)算方法[J];化工自動化及儀表;1982年03期

8 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 張永勝;王金華;劉彥軍;;矩形微管道內(nèi)流量測量方法研究[A];中國航空學(xué)會第七屆動力年會論文摘要集[C];2010年

2 凌星;;核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)流量測量方法簡析[A];中國核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告——中國核學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集（第一卷·第3冊）[C];2009年

3 劉志榮;季超;;喘振傳感器感頭空氣流量測量方法之比較[A];中國航空學(xué)會第七屆動力年會論文摘要集[C];2010年

4 黃亮;蘇智勇;蔡茂林;;基于壓力波傳送的管道氣體流量測量方法[A];第五屆全國流體傳動與控制學(xué)術(shù)會議暨2008年中國航空學(xué)會液壓與氣動學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

5 王娜;馬輝;鄭德忠;劉海龍;;基于靜電傳感器的氣固兩相流質(zhì)量流量測量方法的研究[A];2007'中國儀器儀表與測控技術(shù)交流大會論文集（一）[C];2007年

6 時(shí)春華;楊惠民;趙張頤;;淺議試驗(yàn)流量測量方法[A];2011航空試驗(yàn)測試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2010年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 祝海林;流量測量方法及儀表選擇[N];中國化工報(bào);2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙偉國;熱式氣體質(zhì)量流量測量方法及系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 任歡;水平井熱示蹤相關(guān)流量測量方法的研究[D];東北石油大學(xué);2016年

2 黃穎;小流量熱式氣體質(zhì)量流量測量方法研究[D];東北石油大學(xué);2016年

3 程斌;流動液體電阻特性及一種新型流量測量方法的研究[D];昆明理工大學(xué);2006年

4 張聰;液體微/納流量測量方法的研究與應(yīng)用[D];齊齊哈爾大學(xué);2014年

5 孫朝暉;發(fā)動機(jī)缸體上水孔流量測量方法對比研究[D];浙江大學(xué);2015年

6 張俊;一種基于旋轉(zhuǎn)磁場的多電極電磁流量測量方法的研究[D];中北大學(xué);2012年

7 程寧;基于射流振蕩的微小尺度下流量測量方法研究[D];中國計(jì)量學(xué)院;2012年

8 徐群;兩相流相關(guān)流量測量方法研究[D];南京理工大學(xué);2004年

9 馬佳偉;電站鍋爐送風(fēng)流量測量方法研究[D];華北電力大學(xué);2013年

10 趙延軍;雙彎管法氣固兩相流固相質(zhì)量流量測量方法的研究[D];華北電力大學(xué);2001年

，

本文編號：744375