[发明专利]一种气液两相流流型识别方法及检测装置

说明书

本发明公开了一种气液两相流流型识别方法及检测装置，所述方法包括：步骤1：获取测量数据；步骤2：对步骤1中每组测量数据的压差信号进行处理得到压差信号的时频熵，并根据每组测量数据的气液两相流的流型、时频熵、气液两相流的特征参数构造流型图；步骤3：获取待测的压差信号，并计算出待测的压差信号在流型图中的坐标位置；步骤4：根据待测的压差信号的坐标位置识别待测的气液两相流的流型。本发明通过上述方法实现了气液两相流流型识别，提高了识别结果可靠度。

技术领域

本发明涉及气液两相流测量技术，尤其涉及一种气液两相流流型识别方法及检测装置。

背景技术

气液两相流普遍出现在化工、冶金、能源等各类工业过程以及设备之中，流型代表着流体流动的形式或结构，流型的转变及其特征的变化很大程度地影响着两相流的流动特性及传热传质性能。同时，流型也是准确测量其他流动参数的基础。因此，两相流流型的识别具有重要的科学意义。

在生活与各种工业设备之中常出现流体的绕流现象，如桥梁工程中风和流水对桥梁以及桥墩的绕流等，目前已有的研究尚未实现对气液两相流绕流的流型识别，因此实有必要提供一种方式可以实现气液两相流绕流的流型识别。

发明内容

针对现有技术中缺乏气液两相流绕流的流型识别，本发明提供一种气液两相流流型识别方法，基于钝体尾迹压力波动时频熵来实现气液两相流流型的识别，对完善和发展气液两相流相关理论以及促进气液两相流参数检测具有积极的作用。

本发明提供一种气液两相流流型识别方法，所述方法包括：

步骤1：获取测量数据；

其中，所述测量数据包括钝体尾迹的压差信号和气液两相流的流型；

步骤2：对步骤1中每组测量数据的压差信号进行处理得到压差信号的时频熵，并根据每组测量数据的气液两相流的流型、时频熵、气液两相流的特征参数构造流型图；

其中，所述气液两相流的特征参数包括体积含气率β、液相修正系数ψ、质量含气率x、密度比

所述流型图是以(1-β)ψ为横坐标、为纵坐标的流型分类坐标图，S为压差信号的时频熵；

根据每组测量数据在流型图中的坐标位置以及每组测量数据的气液两相流的流型将流型图划分为若干流型区域，同一个流型区域内的不同坐标点对应的气液两相流的流型相同；

其中，所述压差信号的时频熵是利用自适应的集总经验模态分解及希尔伯特变换对每组测量数据的压差信号进行处理得到信号能量的时频分布，并根据信号能量的时频分布计算获得；

步骤3：获取待测的压差信号，并计算出待测的压差信号在流型图中的坐标位置；

其中，待测的压差信号是待测的气液两相流在钝体尾迹的压差信号；

对待测的压差信号进行处理得到时频熵，再根据待测的压差信号的时频熵和待测的气液两相流的特征参数计算出待测的压差信号在流型图中的横坐标和纵坐标；

步骤4：根据待测的压差信号的坐标位置识别待测的气液两相流的流型；

其中，获取待测的压差信号在流型图中的坐标位置所在的流型区域，所在的流型区域对应的流型为待测的气液两相流的流型。

优选地，对压差信号进行处理得到时频熵的过程如下所示：

步骤21：依次将服从正态分布的白噪声加入压差信号，且对每次加入白噪声后的压差信号进行经验模态分解得到固有模态函数IMF；

步骤22：按照以下公式对分解所得固有模态函数IMF分量进行集总平均，得到集总经验模态分解的分解结果：