[实用新型]基于多传感器的管内气液界面测试装置

说明书

本实用新型公开了基于多传感器的管内气液界面测试装置，属于管内气液界面测量技术领域，旨在解决目前高速摄影法、粒子图像测速法针对气液界面测量的方式仅能得到气液界面的位置、速度，不能获得气液界面水位、压力等参数，且对于壁面不透明的管道系统来说，两种方法均不能准确测量。包括气罐、测量装置、上游水箱、下游水箱；所述气罐通过主管道和下游水箱相连，所述下游水箱底部水口通过回水管和上游水箱相连，上游水箱通过分管道和主管道相连通；所述测量装置包括闸阀、液体流量计、水力控制阀、电导式液位计、应变式压力传感器和气体流量计。本装置不仅可以精确得到气液界面运动过程中速度、水位及压力等参数，且不受系统壁面条件的限制。

技术领域

本实用新型涉及管内气液界面测量技术领域，具体为基于多传感器的管内气液界面测试装置。

背景技术

在蒸汽发生器、油气开采、混输等领域常常会用到气液两相流系统，大大促进了气液两相流基础研究的迅速发展。而在气液两相流系统的基础研究中，气液界面的运动过程以及流态的转变是当下研究的热点之一，这不仅是流动及传热模型建立的重要基础，也同时是工程设计、设备安全稳定运行的重要一环。因此，对于气液界面运动特性的研究是重要的基础性工作。

目前针对气液界面测量的方式主要有高速摄影法、粒子图像测速法。高速摄影法需要对采集到的影像逐帧回放对比才能获得气液界面的相关参数，测量方法复杂，受限于摄影机性能，由于试验系统透明侧板的折射效应还会产生误差，拍摄到的气液界面位置往往不够精确；粒子图像测速法原理是在流体中释放示踪粒子，通过短时间内拍摄的照片所记录的示踪粒子位置变化，可以计算出流体微团的速度，但由于壁面处的反光，壁面附近速度梯度大、粒子密度低，以及壁面形状不规则等因素会增加测量难度，导致测量数据不够精确。此外，以上两种方式仅能得到气液界面的位置、速度，不能获得气液界面水位、压力等参数，且对于壁面不透明的管道系统来说，两种方法均不能准确测量。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本实用新型的目的是提供结构合理，测量精度高，能够满足多种实验条件的一种基于多传感器的气液界面测量装置

，其不仅可以精确得到气液界面运动过程中速度、水位及压力等参数，且不受系统壁面条件的限制。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

基于多传感器的管内气液界面测试装置，其特征在于，包括气罐、测量装置、上游水箱、下游水箱；

所述气罐通过主管道和下游水箱顶口部相连，所述下游水箱底部水口通过回水管和上游水箱相连，上游水箱底部水口通过分管道和主管道相连通；

所述测量装置包括闸阀、液体流量计、水力控制阀、电导式液位计、应变式压力传感器和气体流量计；

所述分管道上设置有闸阀和液体流量计，所述分管道和下游水箱之间的主管道上设置有若干电导式液位计以及若干应变式压力传感器；所述主管道和下游水箱相连的一端设置有闸阀和液体流量计；

所述回水管上靠近上游水箱位置设置有水力控制阀；所述气罐和分管道之间的主管道上设置有闸阀和气体流量计。

进一步的，所述主管道、分管道和回水管均为不锈钢材质。

本实用新型的有益效果在于：本装置上游设置气罐为系统供气，使得该装置不仅可以在充水过程中测量液-气界面运动过程，还可进行排水实验测量气-液界面运动过程；沿程布置应变式压力传感器、电导式液位计

，可从压力变化、液位变化多角度捕捉气液界面运动过程，两组数据在提高实验精度的同时还能相互验证，提高实验的可信度，准确还原气液界面在管道内的运动状态。

附图说明