CN103048019A - 基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置 - Google Patents
基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103048019A CN103048019A CN2012104654424A CN201210465442A CN103048019A CN 103048019 A CN103048019 A CN 103048019A CN 2012104654424 A CN2012104654424 A CN 2012104654424A CN 201210465442 A CN201210465442 A CN 201210465442A CN 103048019 A CN103048019 A CN 103048019A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- throat
- venturi
- differential pressure
- downstream
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 1
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 abstract description 8
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本发明属湿气气液两相流量测量技术领域，涉及一种基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置，包括文丘里测量管道、第一差压变送器和第二差压变送器，在文丘里测量管道的上游、喉部中下游位置及下游处各设置一个取压处，每个取压处与轴线垂直的同一平面的管壁上开设四个内部取压孔，在四个内部取压孔的外周固定一个环室结构；从上游和喉部中下游位置两个取压处接出的对外引压管分别接到第一差压变送器，从喉部中下游位置取压处和下游两个取压处接出的对外引压管分别接到第二差压变送器。本发明具有结构简单，无可动部件，测量可靠，精度高且实施简单方便的优点。
Description
技术领域
本发明属于湿气气液两相流量测量技术领域，涉及一种基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置。
背景技术
湿气作为气液两相流的一种特殊形态，广泛存在于自然界和工业领域中。气体或液体单独流动时流动规律基本相同，都遵从流体的连续性方程和伯努利方程，数学模型也都基本相似。当它们共同存在并同时流动时，由于两相流体的介质特性存在较大的差异，如摩阻系数、流体密度与粘度等物性参数各不相同，加上工况压力、两相速度滑差影响，使得气液两相的流动与单相流动相比更为复杂，在单相流动中的许多准则关系和分析方法都不能直接应用到气液两相的研究中。近几十年来，由于传统工业和新兴工业，如石油天然气工业、化学工程、冶金工程、核反应堆工程、航空航天工程等领域的急速发展，对湿气气液两相流的测量技术提出了越来越高地要求，同时也推动了该项技术更加深入快速地发展。然而已有的研究成果表明，这一领域的测量问题难度仍然很大，在相当长的一段时间内都将是该域备受关注的重要研究方向之
中国专利ZL 200810151346.6提出了一种双差压节流湿气测量装置，由直管内嵌普通锥形芯体和标准文丘里两个节流装置构成。实践证明，该设计存在以下缺点：（1）锥形芯体作为检测元件之一，尽管可以贡献一个差压测量信息，但在确保两个节流装置的差异性和满足公共交叉测量范围时出现了矛盾，这意味着该装置的测量能力受到限制，量程比不足三分之一，在工业现场流量变化范围较大的工况条件下使用受到限制；（2）该专利装置采用两种节流元件用于湿气测量，复杂度高，成本高；（3）该专利装置的锥形芯体与管路安装方式采取焊接工艺，两者的同轴度难以保证，使得相同结构设计的测量装置加工不一致性明显，导致装置标定工作量大；（4）该专利装置的文丘里喉部依照标准文丘里设计，深入研究表明，液相通过喉部时加速距离不足，导致气液两相混合不够充分，影响喉部取压信号质量；（5）该专利装置的文丘里扩张段扩张角度设计不理想，使得下游扩张段容易导致回流，形成积液，最终影响系统对更高液相含率的辨识能力；（6）该专利装置中取压方式为单点取压，采用外挂式独立的小型气液隔离罐实现气液隔离兼取压，测量信号的信噪比低，气液隔离效率低；（7）该专利装置中全部排污阀位于气液隔离罐下端，其现有设计不能实现隔离罐与测量主管路的整体同步排污；（8）该专利装置中全部气液隔离罐位于计量管的一侧，影响着整体装置的重量平衡性，安装后由于旋转扭矩的存在，影响装置的安全及使用寿命。
《天津大学学报》2012年第2期发表的“基于长喉径文丘里管的双差压湿气流量测量”一文，提出了一种基于长喉颈单文丘里管的双差压湿气流量测量方法，该方法中引用了“文丘里管收缩段差压、扩张段差压”作为关键测量参数进行相关建模。实践证明，该实验用装置存在以下缺点：（1）每一取压位置均采取在管壁上直接取压方式，且只有一个取压点，实验过程中使用细长管将取压位置的压力引致外挂式独立气液隔离罐，气液隔离效率低，压力测量信号信噪比低，重复性不理想；（2）喉部长度不足，仅为喉部内径的2.8倍（3）喉部取压位置不够理想，该文章仅在喉部上下游处取压，取压位置不是最佳位置；（4）扩张段的扩张角度不理想，当液相含率较大时，易出现回流现象，下游差压信号失去意义，无法使用，因此最终模型的适用范围有限。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述问题，优化文丘里测量管道的结构设计，并改进湿气两相流量测量装置的取压方式，提供一种更加适用于湿气两相流量测量的装置，即基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置。本发明采用如下技术方案：
一种基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置，包括文丘里测量管道、第一差压变送器和第二差压变送器，所述的文丘里测量管道的喉部长度为喉部直径的4~8倍之间，在文丘里测量管道的上游、喉部中下游位置及下游处各设置一个取压处，在文丘里测量管道的每个取压处与轴线垂直的同一平面的管壁上开设四个内部取压孔，水平方向最大直径处两个，垂直方向最大值径处两个，在四个内部取压孔的外周固定一个环室结构，该环室与文丘里测量管道本体同轴，固定于文丘里测量管道本体取压处外壁上，形成具有一定容量空间的气液隔离腔室，在腔室垂直轴线的上方开设有接对外引压管的引压口；在腔室垂直轴线的下方开设有接对外排污管的排污口；从上游和喉部中下游位置两个取压处接出的对外引压管分别接到第一差压变送器，从喉部中下游位置取压处和下游两个取压处接出的对外引压管分别接到第二差压变送器；从上游取压处接出的对外引压管还连接到一个压力变送器。
作为优选实施方式，引压口和排污口均与四个内部取压孔不在一个平面上；所述环室的内径为文丘里测量管道内径的1.1～2.5倍之间，腔室内长为测量装置内径的0.8倍~2.5之间，内部取压孔的孔径与管道内径之比在0.05~0.15之间，内部取压孔的高度与管道内径之比在0.06~0.2之间。文丘里测量管道扩张段的扩张角度为3~6°。下游取压处距离文丘里扩张管段出口之间的距离为管道内径的59倍。
本发明给出的长喉颈文丘里湿气两相流测量装置具有以下的有益效果：（1）采用复合型一体化环室气液隔离取压器取压，该取压器为具有一定气液容量的环形腔室，可容纳测量主管路取压面上的4个取压孔，能够实现气液的快速有效隔离，整体装置的重量平衡性好，测量信号信噪比低，重复性好；（2）本发明加长了喉颈长度，改进了喉部取压位置，给出了下游直管段上的取压位置，优化了扩张段的扩张角度。
附图说明
图1长喉颈文丘里双差压湿气流量测量装置系统图,(a)为主视图，（b）为左视图。
图2长喉颈文丘里双差压湿气流量测量装置环室取压处细节图。
图3湿气测量装置中的环室气液隔离取压器结构示意图(a)为主视图，（b）为剖面图。
附图说明如下：1压力变送器，21第一差压变送器22第二差压变送器，3温度变送器，4两阀组，5环室取压器，6引压管接取压装置，7引压管接排污装置，8排污阀，9长喉颈文丘里节流装置喉部，10测量管道，11气液隔离腔室，12取压孔
具体实施方式
下面参照附图对本发明做进一步详述。
本发明为一种基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置。与本发明区别于以往的湿气流量测量装置在于采用在优化设计文丘里结构的基础上，采用了一种环室气液隔离取压器作为取压机构。
两变送器在喉部的取压共用一个环室气液隔离取压器。上游入口处装有压力变送器，该变送器的引压管可由第一差压变送器的上游引压管旁路引出，温度变送器固定在装置下游，用于测量管路内的温度。
如图1所示，本发明装置，测量管道为文丘里测量管道，本发明装置在上游和喉部9分别取压，连接到第一差压变送器21上，在下游和喉部9分别取压，连接到第二差压变送器22上，即在测量管道的上游、喉部9和下游处设置三个取压点，每个取压点固定一个环室结构的取压室5，后差压将下游直管段上的取压位置作为高端压力，喉部取压位置作为低端压力，高端压力的取压与扩张管段出口之间的距离为管道内径的5~9倍，喉部取压位置位于喉部的中下游。根据量程范围需求不同，喉部长度为喉部直径的4~8倍之间。扩张段的扩张角度为3~6°；节流比为0.35~0.7之间；湿气装置上游直管段入口附近装有压力变送器，该压力变送器的引压管与第一变送器的上游取压位置相同，且共用一个环室气液隔离取压器。
参见图1-3，本发明湿气装置采用环室气液隔离取压器5进行压力测量，不但可以有效实现气液隔离且效率高。取压器共三个，分别位于文丘里测量管道10的上游、喉部和下游，与测量装置的本体同轴设计，复合于测量装置取压位置外壁，可实现装置系统整体重心平衡。
环室气液隔离取压器的具体结构为：在测量管道10取压处与轴线垂直的同一平面的管壁上开设四个取压孔12，水平方向最大直径处两个，垂直方向最大值径处两个，在四个取压孔12的外周固定一个环室结构，该环室与测量管道10本体同轴，固定于测量管道10本体取压处外壁上，形成具有一定容量空间的气液隔离腔室11，在腔室垂直轴线的上方开设有接对外引压管6的引压口，引压口不在四个取压孔12所在的平面上，防止小孔射流直接喷入对外的引压管；在腔室垂直轴线下方设置有排污管7，接排污阀等排污装置。腔室内径为测量装置主管道内径的1.1～2.5倍之间，腔室内部长度为测量装置主管道内径的0.8倍~2.5之间。取压孔的孔径与管道内径之比在0.05~0.15之间，取压孔的高度与管道内径之比在0.06~0.2之间。取压器对外排污孔与内部取压孔不在一个平面上，排污管方向竖直向下。
Claims (5)
1.一种基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置，包括文丘里测量管道、第一差压变送器和第二差压变送器，其特征在于，所述的文丘里测量管道的喉部长度为喉部直径的4~8倍之间，在文丘里测量管道的上游、喉部中下游位置及下游处各设置一个取压处，在文丘里测量管道的每个取压处与轴线垂直的同一平面的管壁上开设四个内部取压孔，水平方向最大直径处两个，垂直方向最大值径处两个，在四个内部取压孔的外周固定一个环室结构，该环室与文丘里测量管道本体同轴，固定于文丘里测量管道本体取压处外壁上，形成具有一定容量空间的气液隔离腔室，在腔室垂直轴线的上方开设有接对外引压管的引压口；在腔室垂直轴线的下方开设有接对外排污管的排污口；从上游和喉部中下游位置两个取压处接出的对外引压管分别接到第一差压变送器，从喉部中下游位置取压处和下游两个取压处接出的对外引压管分别接到第二差压变送器；从上游取压处接出的对外引压管还连接到一个压力变送器。
2.根据权利要求1所述的湿气两相流量测量装置，其特征在于，引压口和排污口均与四个内部取压孔不在一个平面上。
3.根据权利要求1所述的湿气两相流量测量装置，其特征在于，所述环室的内径为文丘里测量管道内径的1.1～2.5倍之间，腔室内长为测量装置内径的0.8倍~2.5之间，内部取压孔的孔径与管道内径之比在0.05~0.15之间，内部取压孔的高度与管道内径之比在0.06~0.2之间。
4.根据权利要求1所述的湿气两相流量测量装置，其特征在于，文丘里测量管道扩张段的扩张角度为3~6°。
5.根据权利要求1所述的湿气两相流量测量装置，其特征在于，下游取压处距离文丘里扩张管段出口之间的距离为管道内径的5-9倍。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210465442.4A CN103048019B (zh) | 2012-11-15 | 2012-11-15 | 基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210465442.4A CN103048019B (zh) | 2012-11-15 | 2012-11-15 | 基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103048019A true CN103048019A (zh) | 2013-04-17 |
| CN103048019B CN103048019B (zh) | 2016-05-04 |
Family
ID=48060746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210465442.4A Expired - Fee Related CN103048019B (zh) | 2012-11-15 | 2012-11-15 | 基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103048019B (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103438942A (zh) * | 2013-08-26 | 2013-12-11 | 中国核动力研究设计院 | 双文丘里管 |
| CN104897222A (zh) * | 2014-03-07 | 2015-09-09 | 华东理工大学 | 密相气力输送过程的固相流量测量系统与测量方法 |
| CN104897221A (zh) * | 2014-03-07 | 2015-09-09 | 华东理工大学 | 气力输送过程的固相流量连续测量系统与测量方法 |
| CN105387895A (zh) * | 2015-10-16 | 2016-03-09 | 中国石油天然气股份有限公司规划总院 | 基于流动密度的长喉颈文丘里管湿气流量测量方法 |
| CN106052775A (zh) * | 2016-07-23 | 2016-10-26 | 天津大学 | 双比值法湿气液相含率测量装置 |
| CN106706047A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-05-24 | 海默科技（集团）股份有限公司 | 一种基于Ba133的水下多相流量计 |
| CN108362343A (zh) * | 2018-02-14 | 2018-08-03 | 辽宁聚焦工业流体科学研究院 | 一体化对称流量计 |
| CN111307227A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-19 | 天津市天大泰和自控仪表技术有限公司 | 一种新月孔板气液两相流量测量装置 |
| CN111323087A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-06-23 | 长江大学 | 基于强制环状流技术的湿气流量实时测量装置及方法 |
| CN112293789A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-02-02 | 房广军 | 风力送丝系统卷接机组单元风速平衡装置 |
| CN115856351A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-03-28 | 中国直升机设计研究所 | 一种基于三差压测量的双向空速测量装置及方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201034650Y (zh) * | 2007-04-20 | 2008-03-12 | 项家从 | 半环均压式环室取压多孔形孔板流量传感器 |
| CN101178347A (zh) * | 2007-11-15 | 2008-05-14 | 天津大学 | 狭缝文丘里节流装置及气液两相流测量系统 |
| CN101382445A (zh) * | 2008-09-17 | 2009-03-11 | 天津大学 | 双差压节流湿气测量装置 |
| CN202994216U (zh) * | 2012-11-15 | 2013-06-12 | 天津大学 | 基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置 |
-
2012
- 2012-11-15 CN CN201210465442.4A patent/CN103048019B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201034650Y (zh) * | 2007-04-20 | 2008-03-12 | 项家从 | 半环均压式环室取压多孔形孔板流量传感器 |
| CN101178347A (zh) * | 2007-11-15 | 2008-05-14 | 天津大学 | 狭缝文丘里节流装置及气液两相流测量系统 |
| CN101382445A (zh) * | 2008-09-17 | 2009-03-11 | 天津大学 | 双差压节流湿气测量装置 |
| CN202994216U (zh) * | 2012-11-15 | 2013-06-12 | 天津大学 | 基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置 |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103438942B (zh) * | 2013-08-26 | 2016-05-25 | 中国核动力研究设计院 | 双文丘里管 |
| CN103438942A (zh) * | 2013-08-26 | 2013-12-11 | 中国核动力研究设计院 | 双文丘里管 |
| CN104897221B (zh) * | 2014-03-07 | 2018-03-09 | 华东理工大学 | 气力输送过程的固相流量连续测量系统与测量方法 |
| CN104897221A (zh) * | 2014-03-07 | 2015-09-09 | 华东理工大学 | 气力输送过程的固相流量连续测量系统与测量方法 |
| CN104897222B (zh) * | 2014-03-07 | 2018-03-02 | 华东理工大学 | 密相气力输送过程的固相流量测量系统与测量方法 |
| CN104897222A (zh) * | 2014-03-07 | 2015-09-09 | 华东理工大学 | 密相气力输送过程的固相流量测量系统与测量方法 |
| CN105387895A (zh) * | 2015-10-16 | 2016-03-09 | 中国石油天然气股份有限公司规划总院 | 基于流动密度的长喉颈文丘里管湿气流量测量方法 |
| CN105387895B (zh) * | 2015-10-16 | 2018-06-19 | 中国石油天然气股份有限公司规划总院 | 基于流动密度的长喉颈文丘里管湿气流量测量方法 |
| CN106052775B (zh) * | 2016-07-23 | 2018-09-14 | 天津大学 | 双比值法湿气液相含率测量装置 |
| CN106052775A (zh) * | 2016-07-23 | 2016-10-26 | 天津大学 | 双比值法湿气液相含率测量装置 |
| CN106706047A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-05-24 | 海默科技（集团）股份有限公司 | 一种基于Ba133的水下多相流量计 |
| CN108362343A (zh) * | 2018-02-14 | 2018-08-03 | 辽宁聚焦工业流体科学研究院 | 一体化对称流量计 |
| CN111307227A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-19 | 天津市天大泰和自控仪表技术有限公司 | 一种新月孔板气液两相流量测量装置 |
| CN111323087A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-06-23 | 长江大学 | 基于强制环状流技术的湿气流量实时测量装置及方法 |
| CN112293789A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-02-02 | 房广军 | 风力送丝系统卷接机组单元风速平衡装置 |
| CN112293789B (zh) * | 2020-12-10 | 2025-02-14 | 房广军 | 风力送丝系统卷接机组单元风速平衡装置 |
| CN115856351A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-03-28 | 中国直升机设计研究所 | 一种基于三差压测量的双向空速测量装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103048019B (zh) | 2016-05-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103048019B (zh) | 基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置 | |
| CN202994215U (zh) | 双节流三差压湿气两相流测量系统 | |
| CN107478278B (zh) | 一种基于管内相分隔技术的差压式两相流测量方法 | |
| CN102944267B (zh) | 双节流三差压湿气两相流测量系统 | |
| CN105465537A (zh) | 一种具有消噪功能的整流器 | |
| CN202994216U (zh) | 基于长喉颈文丘里的双差压湿气流量测量装置 | |
| CN209764327U (zh) | 一种一体式双差压取压的圆缺孔板气液两相流量测量装置 | |
| CN211262339U (zh) | 一种偏心文丘里测流计 | |
| CN102928029B (zh) | 带有环室气液隔离取压器的湿气两相流量测量装置 | |
| CN204718653U (zh) | 一种分布式流量计 | |
| CN103925954A (zh) | 文丘里孔板 | |
| CN208567986U (zh) | 一种流量计 | |
| CN208092077U (zh) | 一种给水管道流速测量装置 | |
| CN207717158U (zh) | 可双向使用的孔板式流量计 | |
| CN102928028A (zh) | 全对称双锥流量计 | |
| CN210571139U (zh) | 一种一体式双差压取压的楔形气液两相流量测量装置 | |
| CN206919945U (zh) | 一种可调节式文丘里管 | |
| CN202994217U (zh) | 带有环室气液隔离取压器的湿气两相流量测量装置 | |
| CN105115549A (zh) | 一种大口径多喉流量计 | |
| CN209745461U (zh) | 一种一体式双差压取压的偏心孔板气液两相流量测量装置 | |
| CN210243060U (zh) | 基于圆缺孔板的双差压气液两相流量测量装置 | |
| CN211696775U (zh) | 用于实验现场竖直圆管内液体差压测量的环形取压装置 | |
| CN208091504U (zh) | 基于多孔环室取压器的竖直文丘里湿气测量装置 | |
| CN110763394A (zh) | 用于实验现场竖直圆管内液体差压测量的环形取压装置 | |
| CN110686734A (zh) | 一种整流型差压式流量测量装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160504 |