基于丝网传感器的气液两相流成像可行性研究
2021-02-14张海
科技信息·学术版 2021年6期


摘要:丝网传感器(WMS)能测量得到气体两相流的局部流体混合电导率,进一步可导出含气率、气泡尺寸等定量值。而流体的可视化测量成像图则能直观地显示流体的时空分布,对多相流的研究有重要意义。本文设计并实施了气液两相流实验,并对WMS测量值进行归一化标定得到流体局部空隙率。进一步地,利用液相水和气相空气二者电导率的显著差异特性,将呈0、1二值分布的流体局部空隙率与水、空气进行简单映射,得到了流体相分布可视化成像图。得到的气液两相分层流、波状流的可視化相分布图,清晰准确地呈现了气液分界面、液位高度的时空演变过程,成像结果表明WMS对分层流、波状流这类气液相连续的流体的相分布能准确地进行可视化测量成像。
关键词:丝网传感器;气液两相流;空隙率; 相分布重构
1引言
电导型WMS可测得发射电极与接收电极间介质的电导率,进而重构出流体的瞬态相分布[1]。WMS具有时-空分辨率高、图像重构算法简单、可测量参数多等优点,对其测量特性的研究方兴未艾。
研究表明WMS能测量提取气液两相流的空隙率、相界面浓度以及气泡速度和尺寸等信息[2-4]。此外,WMS的侵入测量方式会对流体的流动造成一定干扰,因此其测量准确性也受到了广泛关注。 Prasser [5]通过对比快速X-CT与 WMS的流体测量结果,结果表明流体的相分布与空隙率测量值具有良好的映射对应关系;Banowski[6]则系统地分析对比了两者的含气率和气泡尺寸分布测量结果,验证了WMS的测量准确性。……
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