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多孔孔板流量计流场仿真

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2014年第1期47卷 61-66页

作者：于洪仕张涛赵珊珊蒋伟天津大学电气与自动化工程学院天津300072 辽宁工程技术大学电子与信息工程学院葫芦岛125105

为准确计算多孔孔板流量计流场,采用Standard k-ω模型、SST(剪切应力传输)k-ω模型、Standard k-ω+SST k-ω(Standard k-ω模型的计算结果作为SST k-ω模型仿真计算的初始值)组合模式分别对100,mm口径、节流比为0.6的3种结构多孔孔板... 详细信息

为准确计算多孔孔板流量计流场,采用Standard k-ω模型、SST(剪切应力传输)k-ω模型、Standard k-ω+SST k-ω(Standard k-ω模型的计算结果作为SST k-ω模型仿真计算的初始值)组合模式分别对100,mm口径、节流比为0.6的3种结构多孔孔板流量计流场进行数值计算,并结合射流理论以及实流实验结果对数值计算结果进行分析.结果表明:对于中心节流孔与环形排列孔之间距离较小的多孔孔板,SST k-ω模型收敛性较好;反之,SST k-ω模型计算结果收敛困难,Standard k-ω+SST k-ω组合模式在保证计算精度的前提下改善了收敛效果.相对于Standard k-ω模型,SST k-ω模型更适合计算多孔孔板流量计的流场,计算结果符合射流理论,能反映出不同多孔孔板流出系数线性度的差异,与实流实验结果的最大误差为4.2%.

关键词：多孔孔板流出系数湍流模型仿真

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多孔孔板中气液两相流流动噪声特性分析

多孔孔板中气液两相流流动噪声特性分析

作者：陈星彤河北大学

学位级别：硕士

多相流流动特性的参数检测和研究已经成为多相流问题的研究重点,其普遍存在于人们的生活和工业生产中。在石油天然气的开采过程中,随着油藏的不断开发,在开发过程中控制石油天然气的出油量和出气量尤为重要。在开采过程中,实时的监测输... 详细信息

多相流流动特性的参数检测和研究已经成为多相流问题的研究重点,其普遍存在于人们的生活和工业生产中。在石油天然气的开采过程中,随着油藏的不断开发,在开发过程中控制石油天然气的出油量和出气量尤为重要。在开采过程中,实时的监测输出量,可以对油气井在不同阶段的开采进行定量评价,制定更优化的开采方案。其中,石油气在管道中的流动形态从宏观意义上属于气液两相流的流动形态,两相流的流动特性研究作为多相流检测中的基础,因此,分析两相流动的流动机理、流动形态、流动噪声信号特性对两相流的测量、工业生产的优化设计以及实时动态监视具有重要实用价值。本文主要完成了如下研究工作:（1）利用声发射和多孔孔板相结合的测量装置对水平管下不同流型的45个工况点进行测试,试验中同时记录差压信号及声发射信号。（2）试验数据分析:通过对水平管声发射噪声信号时域特征的分析,画出不同流型条件下各特征参数和体积含气率的变化关系图,提取出与体积含气率有明显变化规律的特征参数。用matlab软件中的傅里叶变换（FFT）算法对声发射噪声信号进行处理,得到不同工况点的频率特征。通过分析声发射噪声信号的频谱图,根据图中频率变化情况与幅值的分布,确定所要分析的频率段,利用小波包分解算法提取流动噪声信号特定频率段内的能量特征值,分析该频率段中不同段能量特征值与体积含气率的关系,提取出与体积含气率有明显变化的能量特征值。（3）用所提取的时域特征参数与频域能量特征值相结合,建立水平管气液两相流体积含气率测量模型,得到体积含气率测量模型。将体积含气率模型与试验差压信号相结合,得到不同流型条件下的水平管气液两相流流量测量模型。论文主要创新点为:（1）对声发射-差压和多孔孔板相结合的双参数测量系统进行了两相流试验。分别对设置在不同流型条件下的45个工况点进行检测,得到气液两相流流经多孔板的各种数据,为后续的研究做准备。（2）提取出多孔孔板上声发射信号的时域和频域特征参数。在时域分析中得到峭度与偏斜度随两相流体积含气率的变化呈线性增长趋势,在频域分析中得到ca1与cd1的能量特征值随两相流体积含气率呈线性增长趋势。（3）得到水平管气液两相流的体积含气率测量模型与流量测量模型。将上述提取出的4个不同特征参数与体积含气率进行拟合分析,得到体积含气率测量模型,最大相对误差为2.6。将体积含气率模型与差压信号结合,对经验公式进行修正,得到不同流型条件下的两相流流量测量模型,误差均在3%以内。

关键词：气液两相流多孔孔板水平管试验声发射检测技术流动噪声特性

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多孔孔板鼓泡特性研究

多孔孔板鼓泡特性研究

作者：孙秋南哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

严重事故条件下,安全壳过滤排放系统能够有效降低放射性物质泄露到环境中的风险。鼓泡式过滤器除具有热容量大、容尘量大、可靠性高等湿式过滤手段所固有的优点外,对甲基碘等难于去除的放射性气体具有较理想的过滤效率,现已在安全壳过... 详细信息

严重事故条件下,安全壳过滤排放系统能够有效降低放射性物质泄露到环境中的风险。鼓泡式过滤器除具有热容量大、容尘量大、可靠性高等湿式过滤手段所固有的优点外,对甲基碘等难于去除的放射性气体具有较理想的过滤效率,现已在安全壳过滤排放系统得到应用。多孔孔板作为鼓泡式过滤器的核心部件,具有结构简单、易加工、不易堵塞等优点。本文利用可视化实验系统对多孔孔板特性开展实验研究,结合实验结果,建立了描述多孔孔板鼓泡过程的理论模型,为多孔孔板的结构设计提供理论依据。本文针对气泡聚合现象、气腔渗液现象和气泡脱离体积等直接影响鼓泡器曝气性能的鼓泡特性进行研究,重点分析了孔径、孔间距、孔板厚度、开孔数量、气腔体积及状态等鼓泡器结构参数和气体流量、液相温度、液相组分、孔板淹没深度等运行参数的影响。根据可视化实验结果,对孔板附近气泡聚合行为进行了分类。基于气泡聚合类型,制定了合理的气泡聚合效率统计方法。研究结果表明:气泡聚合效率随着气体流量增加和孔间距减小而明显增大;孔板开孔数量增加导致孔板附近扰动增强,聚合效率随之下降;液相中含有无机盐、乙醇和表面活性剂时,气泡聚合受到抑制;不同种类的添加剂对气泡聚合的抑制效果相差较大,具有挥发性的添加剂对气泡聚合抑制作用最大。以伽利略数、邦德数为特征量定义了气泡聚合时间,可以看出,聚合效率随聚合时间增加成对数规律下降。根据实验结果建立计算多孔孔板附近气泡聚合效率的关系式。气腔渗液过程持续时间较短,多数情况下不超过30分钟,即已达到满水状态。在此状态下,多孔鼓泡受到抑制,孔板曝气性能下降。气泡聚合现象对渗液速率产生明显影响,孔间距减小导致气泡聚合增大,进而导致渗液速率上升。当孔板淹没深度大于1cm时,淹没深度对渗液速率没有影响。气腔渗液速率随气体流量、开孔数量、孔板厚度等参数的变化是非单调的,随着三个参量中任意一个增加,渗液速率均先增大后减小。气泡脱离体积主要受气腔压力变化的影响,而气腔压力变化取决于气腔体积和气体流量的相对关系。当气腔压力状态为恒压区时,平均气泡脱离体积不随气体流量的变化而发生改变;当气腔压力状态处于过渡区时,平均气泡脱离体积随气体流量的增加而增大。恒压区和过渡区之间的转换气体流量随孔板开孔数量增加而增大。利用本文提出的气泡聚合效率计算关系式和描述多孔孔板鼓泡过程的理论模型对多孔孔板进行设计,可有效避免多孔孔板鼓泡过程中出现气泡聚合现象和气腔渗液现象并保证气腔压力变化处于恒压区。

关键词：多孔孔板鼓泡特性气泡聚合气腔渗液气泡脱离体积

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气液两相流动噪声特性及相含率测量模型

哈尔滨工程大学学报 2019年第8期40卷 1530-1536页

作者：方立德赵敏慧杨英昆李小亭河北大学质量技术监督学院河北保定071000 河北省计量仪器与系统工程实验室河北保定071000 保定市计量仪器与系统工程技术研究中心河北保定071000

为了研究气液两相流噪声信号特性与体积相含率测量,采用多孔网与多孔孔板相结合的方法,设计了一种适合气液两相流动的噪声发生装置,运用CFD仿真优化设计了新型多孔孔板相含率测量装置,通过在管内设置多孔孔板阻流件,快速调整流场至平衡... 详细信息

为了研究气液两相流噪声信号特性与体积相含率测量,采用多孔网与多孔孔板相结合的方法,设计了一种适合气液两相流动的噪声发生装置,运用CFD仿真优化设计了新型多孔孔板相含率测量装置,通过在管内设置多孔孔板阻流件,快速调整流场至平衡状态,突出噪声信号,以达到准确测量气液两相相含率的目的。利用声发射技术对流动噪声进行了探测,在河北大学气液两相流测试系统上进行了大量的实验测试,并运用现代信息处理方法对流动声发射信号进行了提取及分析,建立了泡状流、弹状流及过渡流型下气液两相流体积相含率测量模型,测量模型拟合体积含液率相对误差绝对值均低于4.8%。

关键词：气液两相流流动噪声声发射技术 CFD仿真多孔孔板小波包分析能量特征值体积含气率

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多孔孔板水节流特性试验及数学模型

哈尔滨工业大学学报 2007年第10期39卷 1606-1609页

作者：赵天怡张吉礼哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090

为建立多孔孔板节流特性模型,指导多孔孔板结构设计,基于多孔孔板节流特性主效应因素的研究,以水为介质,对给定等效直径比、节流孔排列规则一定的多孔孔板进行了节流特性试验,为对比试验效果,对应多孔样板的等效直径比,对给定直径比的... 详细信息

为建立多孔孔板节流特性模型,指导多孔孔板结构设计,基于多孔孔板节流特性主效应因素的研究,以水为介质,对给定等效直径比、节流孔排列规则一定的多孔孔板进行了节流特性试验,为对比试验效果,对应多孔样板的等效直径比,对给定直径比的标准孔板进行了节流特性试验.试验的有效工况保证了试验的精度.借助于标准孔板的理论节流模型,确定了多孔孔板的节流模型形式,并通过试验数据分析,识别出模型中的未知参数,得出了多孔孔板水节流特性模型.另一组节流试验验证了模型建立的正确性.

关键词：节流试验建模多孔孔板

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多孔孔板节流特性主效应因素试验

哈尔滨工业大学学报 2007年第12期39卷 1878-1881页

作者：赵天怡张吉礼哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090

多孔孔板节流特性研究是其结构设计的前提.提出了影响多孔孔板节流特性的关键结构参数,即节流孔个数、疏密度及等效直径比.根据正交理论设计了试验样板,建立了多孔孔板节流特性试验系统,以水为介质,对试验样板进行了节流特性效应因素试... 详细信息

多孔孔板节流特性研究是其结构设计的前提.提出了影响多孔孔板节流特性的关键结构参数,即节流孔个数、疏密度及等效直径比.根据正交理论设计了试验样板,建立了多孔孔板节流特性试验系统,以水为介质,对试验样板进行了节流特性效应因素试验,有效试验工况将相对误差控制在5%之内.试验结果表明等效直径比为影响多孔孔板节流特性的主效应因素.

关键词：试验节流正交设计多孔孔板

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多孔孔板空化流动特性实验研究

中国农村水利水电 2024年第4期 132-140页

作者：麦楚霖常正柏赵亮彭宇蒋劲武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

多孔孔板常作为节流元件安装在管道中,但孔板下游的空化流动容易导致管道振动,对系统产生不利影响,本文通过实验测量不同孔隙率孔板在不同空化阶段产生的振动及对应的压差和流量。结果表明,随着空化程度的不断加剧,全频段振动加速度级... 详细信息

多孔孔板常作为节流元件安装在管道中,但孔板下游的空化流动容易导致管道振动,对系统产生不利影响,本文通过实验测量不同孔隙率孔板在不同空化阶段产生的振动及对应的压差和流量。结果表明,随着空化程度的不断加剧,全频段振动加速度级显著增大,峰值逐渐也增大,振动加速度呈现宽频特性。通过空化振动曲线中拟合曲线的斜率不同,可以区分出不同空化阶段以及临界空化数,孔隙率小于1.8的孔板临界空化数随孔隙率的增大迅速减小,当孔隙率大于1.8,初生及持续空化数随孔隙率增速变缓,阻塞空化数基本不变,即适当增大孔隙率有利于延缓空化的发生。根据空化流阻曲线,未发生空化时孔板流阻系数基本不变,空化初生时流阻系数略有减小,而后随着空化不断加剧,流阻系数迅速增大,孔隙率越大,流阻越大,流阻受空化数的影响越大。综合考虑孔板的振动和流阻特性,建议孔板孔隙率应保持在1.8~2.0之间。

关键词：多孔孔板空化振动流阻

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多孔孔板蒸汽贸易计量的问题探讨及整改方案

工业计量 2019年第3期29卷 71-76页

作者：肖展中韩(武汉)石油化工有限公司计量科

某化工企业蒸汽贸易计量选用多孔孔板计量方式,多次比对中,发现与下游企业计量表以及实际蒸汽量存在较大偏差,文章从技术角度分析其中计量误差的原因,并针对原因提出相应的解决方案。

关键词：蒸汽计量多孔孔板一体化喷嘴

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对称多孔孔板差压式流量计计量性能试验研究

电子测量与仪器学报 2020年第5期32卷 174-180页

作者：郝彩哲宋晓明王东贾志宁承德石油高等专科学校河北省仪器仪表工程技术研究中心承德067000 承德菲时博特自动化设备有限公司承德067000

多孔孔板差压式流量计因其快速平衡调整流场和有效降低压力损失等能力得到广泛应用,但其尚缺乏完整的结构参数设计和性能优化设计准则。针对提出的对称多孔孔板差压式流量计进行实流试验,研究其计量性能并与数值模拟结果进行对比分析,... 详细信息

多孔孔板差压式流量计因其快速平衡调整流场和有效降低压力损失等能力得到广泛应用,但其尚缺乏完整的结构参数设计和性能优化设计准则。针对提出的对称多孔孔板差压式流量计进行实流试验,研究其计量性能并与数值模拟结果进行对比分析,结果表明,对称多孔孔板差压式流量计可有效提高计量精度(±0.5%)、降低压力损失,具有更好的适应性,试验结果与数值模拟结果具有一致性,验证了数值模拟的正确性并对新型流量计进行了标定,研究结果可有效拓宽多孔孔板流量计的应用范围。

关键词：多孔孔板差压计量性能实流试验