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油水两相液体涡街流量计测量的可行性 -凯发真人平台

来源:未知     发布日期:2020-10-15   |       关注:0

        通常两相介质是很难用流量计来测量的,由于它的物理特性和雷尔数会随着两种介质的比例变化而变化。那么石油工业中的油水用涡街流量计是否可行。


        为了考察涡街流量计在油水两相流中的测量特性,在内径为50 mm的垂直上升管道内,对不同混合流量、含油率下的涡街信号进行了实验测量,并对油水两相仪表系数和斯特劳哈尔数予以分析。结果表明,在含油率5%~40%内,仪表系数相对误差小于4%,斯特劳哈尔数相对误差随含油率增加有变大趋势、随混合流鼍增加有减小趋势,而且在两相雷诺数2×1045×104内可视为常数,并随雷诺数降低而升,我们通过实验来数据来说明涡街流量计测量油水两相介质的可行性。


        目前,将成熟的单相流量计应用于两相流量测量取得了较大进展,如差压式流量计、coriolis流量计等。涡街流量计h1因其具有输出与流体流量成正比的脉冲信号,对被测流体压力、温度、黏度和组分变化不敏感,可测量液体、气体和蒸汽流量等优点,广泛应用于石油、化工、冶金、机械等工业领域。然而涡街流量计在两相流量测量领域的研究还处于探索阶段,目前主要集中在气液两相流方面,包括总流量、组分、斯特劳哈尔数及稳定性等"引。在油水两相流方面研究甚少。


        实验是在杭州逸控科技有限公司的油气水三相流实验装置上进行的,由供水和供油回路两部分组成(气路关闭)。流程如下:15#白油从油罐4由油泵5泵出,经油路标准表计量后,流人油水混合器14;水从水罐6由水泵7泵出,经水路标准表计量后流入油水混合器。在混合器内油水两相混合后,流经水平、垂直下降段进入垂直上升测量段、涡街流量计15及流型观察段16后,最后油水两相流体经分离器1分离后,油、水分别返回油罐和水罐。其中,水路和油路标准表及其参数见表1。实验中水路、油路流量调节由计算机自动采集控制系统完成。实验用涡街流量计内径为50 mm,经01%精度水流量标准装置校验后其精度为05%。采用ni6009数据采集卡对涡街信号进行采样并输入计算机存储,采样频率为1 000 hz,采样时间为30 s


        实验中油水两相混合流量q=511 m3h,体积含油率』b=5%~40%。实验过程为:调节油水两相流量使其混合流量保持不变情况下,含油率从5%开始,以5%为步长,逐渐增大到40%;然后调节油水两相混合流量到一个新的固定值,同样逐步增大含油率重复进行实验,直至混合流量从最小值增大到最大值。实验工质:15#白油和自来水。实验在常温下进行,15#白油密度p=856 ksm3,动力黏度地=14×103 pa·s;水的密度p=9982 ksm’,动力黏度肛。=1002×10pa·s


        经过实验数据得出应用涡街流营计对垂直上升管内油水两相流总体积流量进行实验测量,流镀范围5—1l m3/h,含油率为5%一40%,流型为水包油,将油水两相流视为均相流。含油率5%~40%范围内,两相仪表系数相对误差小于4%,表明利用涡街流量计测量油水两相混合流量的误差较小,具有可行性。含油率5%~40%范围内,油水两相混合流动中存在稳定的两相涡街;两相斯特劳哈尔数相对误差随含油率增加有变大趋势,随混合流量增大有减小趋势。油水两相雷诺数为2 x 104—5×104内时,两相斯特劳哈尔数相对误差小于1%,可视为常数;两相雷诺数在0.5 x 104~2 x 104内时,两相斯特劳哈尔数随雷诺数降低而升高,呈现非线性。

 

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