[发明专利]一种低含液率气液两相流测量方法及测量系统

权利要求书

1.一种低含液率气液两相流测量方法，其特征在于，建立低含液率气液两相流组合测量模型，根据所述组合测量模型计算气相质量流量为W_G及液相质量流量为W_L。

2.如权利要求1所述的低含液率气液两相流测量方法，其特征在于，所述组合测量模型包括基于超声测速原理的低含液率气液两相流测量子模型及基于科氏效应的低含液率气液两相流测量子模型。

3.如权利要求1所述的低含液率气液两相流测量方法，其特征在于，所述基于超声测速原理的低含液率气液两相流测量子模型的计算公式为公式18：其中组合测量模型设定为水平放置的管道模型，超声波流量计的探头为A和B，其中，A探头位于管道模型的左下方，B探头位于管道模型的右上方，探头A和B位于同一水平面，且A和B的连线与管道中心轴线相交，均可接收和发射超声波，设A和B之间的距离为L，C为管道内流体流速为零时的超声波传播速度，V为超声波传播路径上流体的平均速度，θ为超声波传播路径与V之间的夹角（锐角），t₁和t₂分别为超声波由A到B和由B到A传播时所需的时间，A_G和A_L分别为气相和液相所占据的管道横截面积，其中管道总横截面积为A，管道内直径为D，由超声波流量计工作原理给出公式1、公式2及公式3：

公式1：t₁=L/(C+Vcosθ)

公式2：t₂=L/(C-Vcosθ)

公式3：V=Dsin(2θ)(1t1-1t2)]]>

x为气相质量含率，x的计算公式为公式4：α为气相体积截面含率，α的计算公式为公式5：设定实际条件下真实的气相体积流量为Q_G，超声波流量计的测量输出值为Q_GU，实际的气体密度为ρ_G，则有如下计算公式6：

QGUQG=V*AV*AG=1α]]>

由公式4和5以及滑移比S的定义可知：α可表示为x的函数，如公式9所示：

α=11+(1-xx)(ρGρL)S]]>

其中S为气液两相之间的滑移比，定义为公式10：

S=wGwL]]>

其中w_G和w_L分别为气相和液相的平均流动速度，滑移比S由公式11至公式17之一计算，其中ρ_G为气体的密度，其计算公式为公式8：其中，ρ_G0为标准状况下气体的密度，P₀=101325Pa，T₀=293.15K，P和T分别为压力变送器和温度变送器的实际测量值；ρ_L为液相流体的密度，μ_G和μ_L分别为气相和液相流体的动力粘度，在实际测量情况下ρ_L、μ_G和μ_L为已知量：

公式11：S=0.28(1-xx)-0.36(ρGρL)-0.64(μLμG)0.07]]>

公式12：S=(ρGρL)-1/3]]>

公式13：S=(1-xx)-0.26(ρGρL)-0.35(μLμG)0.13]]>

公式14：S=[1-x(1-ρLρG)]0.5]]>

公式15：S=2.22(1-xx)-0.35(ρGρL)-0.35]]>

公式16：S=0.18(1-xx)-0.4(ρGρL)-0.67(μLμG)0.07]]>

公式17：S=0.26(1-xx)-0.33(ρGρL)-0.67.]]>