[发明专利]一种气液固三相管流可视化实验装置及方法

权利要求书

1.一种可视化气液固三相管流模拟实验装置，包括：用于提供恒定流速的气体的供气系统；用于提供固相的固相储集供给系统；用于提供恒定流速的水的供水系统；用于模拟油管多相流体流动状态的管柱系统；用于测试与监控压力和流量的控制系统；设置模拟管柱系统出口用于收集液固两相并进行分离的多相分离系统：其中供气系统由空气压缩机（1）、输气管（2）、高压储气罐（3）、气量控制阀（4）、气体流量计组成（5）；供水系统由自来水（6）、液量控制阀（7）、输液管（8）、液体自控流量计（9）组成；固相储集供给系统由固相储集器（14）组成；模拟管柱系统由透明的有机玻璃管（15）组成；测试与监控数据的控制系统由压力计（10）、数据记录仪（11）组成；多相分离系统由液固分离器（12）组成，其特征在于：所述的供气系统由空气压缩机（1）、输气管（2）、高压储气罐（3）、气量控制阀（4）、气体流量计（5）均通过螺纹连接；输气管（2）末端与固相储集器（14）用法兰连接；固相储集器（14）通过细软管（13）与透明有机玻璃管（15）连接；所述供水系统由液量控制阀（7）、输液管（8）、液量自控流量计（9）依次通过螺纹连接；输液管（8）末端与模拟管柱始端通过法兰连接；压力计（10）分别安装在管柱系统的水平段和垂直段，且压力计（10）均通过数据线与数据记录仪（11）连接；透明有机玻璃管（15）的末端与固液分离器（12）连接。

2.一种可视化气液固三相管流模拟实验方法，利用可视化气液固三相管流模拟实验装置，包括以下步骤：

①检查实验装置，各个阀门是否关闭，各个设备是否打开；

②打开空气压缩机（1），待高压储气罐（3）内压力稳定后，打开气量控制阀（4），测试在一定时间内，在一定气量下固相储集装置（14）中固相的减少量，即固液分离器（12）中固相量，用所得的固相减少量除以测量时间测得对应的气流量下的固相流量；

③调节气体控制阀（4），改变气流量，测试在不同气量下的固相流量，得到不同气量下的固相排出量，并绘制成表；

④在完成各种气流量下的固相流量测量之后，调节气体控制阀（4）使进气量稳定在某一固定值，打开液量控制阀（7），调节液量控制阀（7），并设定液体自控流量计（9），设定液流量；

⑤此时，在已测得气流量、液流量、固流量的前提下，可观察透明有机玻璃管（15）垂直管柱内气液固流型分布及流型特征，并且可以通过压力测试系统得到气液固三相在垂直管段压力值；

⑥稳定气流量，调节液体自控流量计（9）改变液流量，重复步骤④，以得到在不同条件下，气液固三相的流动状态，最终可以绘制流型分布图和研究气液固三相在垂直段压力梯度变化规律。