[发明专利]两相流界面参数测量方法

说明书

本发明公开了一种两相流界面参数测量方法，采用两相流界面参数测量系统进行测量；所述两相流界面参数测量系统包括三层电极丝，分别作为激励电极丝和接收电极丝；方法包括以下步骤：S1、激励信号控制单元产生激励信号并发送给所有激励电极丝；S2、激励电极丝接收并向接收电极丝传递激励信号；S3、接收电极丝上的所有探测点采集电流信号并发送给接收信号处理单元；S4、接收信号处理单元接收相态探测装置发送的电流信号，并根据接收到的电流信号计算界面参数，所述界面参数包括空泡份额、界面面积浓度、气泡尺寸和气泡速度。本发明在瞬态工况下保证实时、准确和稳定地测量截面全场界面参数，为开展瞬态工况下的两相流动深入研究提供数据支撑。

技术领域

本发明涉及两相流动实验测试领域，具体涉及一种两相流界面参数测量方法。

背景技术

气液两相流动常见于反应堆系统，对两相流特性及机理的深入研究对反应堆热工安全分析，提高系统运行效率，以及提出事故缓解措施具有重要指导意义。获取流道截面上全场界面参数是开展两相流深入研究的前提，重要的界面参数包括空泡份额、界面面积浓度、气泡尺寸和气泡速度等。

迄今为止，使用最为广泛的测量手段为探针，探针同一时刻只能对流场中同一点进行测量，为了获得界面参数在截面上的分布形态，探针必须不断改变位置，完成截面全场测量需要较长时间，整个过程中流动参数(气液相流速等)必须保持恒定，对于变化的瞬态工况，探针还来不及对全场完成测量，流动形态就已经千变万化，所以传统的探针测量手段无法对瞬态工况进行有效测量。

然而，瞬态工况在反应堆系统中非常常见，比如核动力舰船以及浮动式核电站受海洋条件的影响，出现的倾斜、摇摆以及上下浮动等行为，以及反应堆的升降功率等动态操作过程都会导致冷却剂流道流动状态改变，出现瞬态工况，为了研究反应堆在瞬态工况下的两相流动规律以及影响因素，需要开展瞬态工况两相流动实验，此时传统的探针测量手段不再适用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两相流界面参数测量方法以实现对瞬态工况下流场迅速变化的两相流动的界面参数进行有效测量，解决传统的探针测量手段不再适用瞬态工况下两相流动的界面参数测量问题。

本发明通过下述技术方案实现：

两相流界面参数测量方法，采用两相流界面参数测量系统进行测量；

所述两相流界面参数测量系统包括激励信号控制单元、相态探测装置和接收信号处理单元；

所述相态探测装置包括基板，所述基板中心开设有贯通基板的上下表面的流道孔，所述流道孔内设置有3个电极丝层，分别为上层电极丝层、中部电极丝层和下层电极丝层，每个电极丝层包括多根平行设置且位于同一平面内的电极丝，相邻两个电极丝层的电极丝互相垂直；所述电极丝层所在的平面垂直于流道孔的中心轴线，且上层电极丝层和下层电极丝层到中部电极丝层的距离相等；

中部电极丝层的电极丝作为激励电极丝，用于在两相流界面参数测量中传递激励信号，上层电极丝层和下层电极丝层的电极丝作为接收电极丝，用于采集电流信号；所述激励信号控制单元连接所有激励电极丝；所有接收电极丝均与接收信号处理单元相连；激励电极丝在上层电极丝层所在平面上的投影与上层电极丝层上的接收电极丝相交的点构成第一组探测点，激励电极丝在下层电极丝层所在平面上的投影与下层电极丝层上的接收电极丝相交的点构成第二组探测点；

所述两相流界面参数测量方法包括以下步骤：

S1、激励信号控制单元产生激励信号并发送给所有激励电极丝；

S2、激励电极丝接收并向接收电极丝传递激励信号；

S3、接收电极丝上的所有探测点采集电流信号并发送给接收信号处理单元；

S4、接收信号处理单元接收相态探测装置发送的电流信号，并根据接收到的电流信号计算界面参数，所述界面参数包括空泡份额、界面面积浓度、气泡尺寸和气泡速度。