[发明专利]一种涡旋流测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种涡旋流测量装置，其包括，

水箱，其存储液相悬浮液，

测量管道，其连通水箱，所述测量管道包括位于上方的有机玻璃管路和下方的用于稳定流场的下方管路，所述有机玻璃管路中包括位置可调的涡旋流管，所述有机玻璃管路为多段组合结构，涡旋流管可调节地组合在有机玻璃管路中以调整所述涡旋流管距离所述水箱的距离，所述涡旋流管的内管壁包括，

第一渐变区段，其在涡旋流管的纵向上具有第一长度和第一横截面，所述第一横截面随着所述第一渐变区段在纵向上扭转第一预定角度的同时由半径为R的圆形光滑渐变为叶片形状，所述叶片形状包括边长2r的正方形以及在正方形各边上延伸的半径为r的半圆，所述第一横截面的横截面面积保持不变；

涡旋流区段，其连接所述第一渐变区段，所述涡旋流区段在涡旋流管的纵向上具有第二长度和第二横截面，所述第二横截面随着所述涡旋流区段在纵向上扭转第二预定角度，所述第二横截面为所述叶片形状；

第二渐变区段，其连接所述涡旋流区段，所述第二渐变区段在涡旋流管的纵向上具有第三长度和第三横截面，所述第三横截面随着所述第二渐变区段在纵向上扭转第三预定角度的同时由所述叶片形状光滑渐变为半径为R的圆形，所述第三横截面的横截面面积保持不变，所述第一横截面、第二横截面和第三横截面的横截面面积等于有机玻璃管路的横截面面积，涡旋流管外观为圆柱形管路，所述第一长度为涡旋流管的四分之一，所述第二长度为涡旋流管的二分之一，所述第三长度为涡旋流管的四分之一所述第一长度、第二长度和第三长度之和与半径R之比为8∶1，

离心泵，其一端连通所述水箱底部，另一端连通测量管道，所述测量管道、离心泵和水箱构成循环回路，

电磁流量计，用于监测管路内流体流速的电磁流量计连通所述循环回路，

测量单元，设在所述有机玻璃管路中的测量单元位于涡旋流管下游预定位置以测量有机玻璃管路内压强和/或壁面切应力。

2.如权利要求1所述的涡旋流测量装置，其中，所述测量管道包括，

多个支架，其配置成支承使得有机玻璃管路水平地位于上方以及下方管路水平地位于有机玻璃管路下方，所述支架的数量和所述有机玻璃管路长度呈正比，

管夹，其套夹所述测量管道，

卡箍，其连接所述管夹以固定所述测量管道于所述支架。

3.如权利要求1所述的涡旋流测量装置，其中，涡旋流测量装置包括，

空气分离器，其连通所述测量管道以分离测量管道中气泡，

管路支路，配置成调节测量管道流速和压力的管路支路经由阀门连接所述离心泵。

4.如权利要求1所述的涡旋流测量装置，其中，所述第一长度或第三长度与第二长度的比等于所述第一预定角度或第三预定角度与第二预定角度的比。

5.如权利要求1所述的涡旋流测量装置，其中，所述涡旋流测量装置包括处理单元，基于涡旋流管处于循环回路不同位置，处理单元存储并建立不同位置下的电磁流量计测量的流速和测量单元测量管路内压强和/或壁面切应力关系。

6.如权利要求1所述的涡旋流测量装置，其中，所述测量单元包括分别位于涡旋流管下游1m和5m的压力变送器和热膜传感器。

7.如权利要求1所述的涡旋流测量装置，其中，所述第一预定角度、第二预定角度和第三预定角度总和为360度。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的涡旋流测量装置的测量方法，其包括以下步骤，

第一步骤，将涡旋流管连接在有机玻璃管路的预定位置，

第二步骤，离心泵泵送水箱中的液相悬浮液在循环回路中循环，电磁流量计测量有机玻璃管路内流体流速，测量单元测量有机玻璃管路内压强和/或壁面切应力，

第三步骤，调整涡旋流管在有机玻璃管路中的位置，重复第二步骤以得到不同位置下的有机玻璃管路内压强和/或壁面切应力。