[发明专利]一种用于有机朗肯循环有机工质气液两相流型的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多相流测量技术领域，尤其涉及一种用于有机朗肯循环有机工质气液两相流型的测量装置。

背景技术

我国能源问题日趋严峻，中低温热源的利用潜力很大，基于中低温热源的有机朗肯循环的研究一直是重要课题。有机工质的流型对有机朗肯循环的传热具有重要影响，对有机朗肯循环准确的流型识别方法研究十分必要。

传统的流型识别方法有两大类：一类是根据实验测量流动参数做出流型图；另一类是根据流型判据方法，先得到判据参数再判断流型。在实际工程应用中，往往更关心当前流型如何而不是参数如何，所以此种方法存在滞后反馈现象。

现代流型测量方法从原理上可以分为两大类：直接法和间接法。常用的直接测量法包括目测法、图像观察法，直接法虽然直观但误差较大，主观性差异较大。不同观察者、不同时刻观察的结论可能不同。间接测量法是指通过测量包含流型流动信号的参数，如压力、温度、压差信号、含气率、电导信号等。分析波动参数信号，得到特征值，结合神经网络进行流型识别。该方法存在三个问题：一是提取的特征参数物理意义不明确，二是识别模型精度不高，三是流型识别滞后。特征参数的单一可能不能完全描述流动特性，某些特征值物理意义不明确也不能反映流动内在机理，工程应用中需要时刻关注当前参数下的流型，导致此方法的识别效果不是特别理想。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术不足，提出一种精确度高、内在特征强、准确性好的用于有机朗肯循环有机工质气液两相流型的测量装置。

为实现本发明的目的，本发明提出一种技术方案来实现：一种用于有机朗肯循环有机工质气液两相流型的测量装置，在有机朗肯循环系统中设置一可视化实验段，所述可视化实验段上连接有压差测量装置，所述压差测量装置连接数据采集仪，用于采集压差波动信号，所述数据采集仪以信号线连接到PC端；

在所述可视化实验段的外侧安装一高速摄影仪，用于采集流型图像信号，所述高速摄影仪以信号线连接到PC端。

所述可视化实验段设置为8×8矩形阵列的垂直棒束通道。

所述可视化实验段的管径10mm，长度1200mm。

所述可视化实验段由有机玻璃棒材料构成。

所述高速摄像仪采集频率为10000Hz，采集时间为30秒。

所述压差测量装置为差压变送器，所述压差测量装置的采集频率为1000Hz。

适用的工况为中低温地热源温度范围是150℃以下。

与现有技术相比，本发明具有的优点：本发明能够实现测量结果精确度高、内在特征强、准确性好，具体为利用高速摄影仪、差压变送器、数据采集仪和可视化管路对不同流型的流动参数信号进行动态采集；将采集到的流型图像和压差波动信号进行预处理，再将流型的压差信号进行多尺度化计算，进而计算不同流型的边际谱熵，接着可以得到不同流型信号的频域细节，提取流型压差信号的特征熵；将提取的特征熵送入到支持向量机学习器中，通过深度学习对其进行智能分类，最后得到流型识别结果。

本发明适用于中低温热源朗肯循环发电系统工况。

附图说明

图1是测量装置结构示意图。

附图标记:

1-供水管，2-回水管，3-灌水井，4-供水井，5-换热器，6-可视化实验段，7-高速摄影仪，8-压差测量装置，9-数据采集仪，10-膨胀机，11-发电机，12-冷凝器12，13-给水泵。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施例是为了更好地使本领域的技术人员更好地理解本发明，并不对本发明作任何的限制。

如图1所示，一种用于有机朗肯循环有机工质气液两相流型的测量装置，适用工况为中低温地热源温度范围是150℃以下，在有机朗肯循环系统中设置可视化实验段6，所述可视化实验段6上连接有压差测量装置8，本实施例所述压差测量装置8为差压变送器，所述压差测量装置8连接数据采集仪9，用于采集压差波动信号，所述压差测量装置8的采集频率为1000Hz，所述数据采集仪9以信号线连接到PC端；在所述可视化实验段6的外侧安装一高速摄影仪7，用于采集流型图像信号，所述高速摄像仪7的采集频率均为10000Hz，所述高速摄影仪7以信号线连接到PC端。

所述可视化实验段6设置为8×8矩形阵列的垂直棒束通道，所述可视化实验段6的管径10mm，长度1200mm，所述可视化实验6由有机玻璃棒材料构成。

本发明具体连接方式如下：