气液两相流流型识别理论的研究进展

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气液两相流图像重建及流型识别方法研究

气液两相流图像重建及流型识别方法研究

气液两相流图像重建及流型识别方法研究气液两相流图像重建及流型识别方法研究摘要:气液两相流是一种在工业领域中普遍存在的复杂流动现象。

准确地重建气液两相流图像并实现流型识别对于工业流体力学研究具有重要意义。

本文通过综述已有研究成果,分析了气液两相流图像重建及流型识别的方法,结合深度学习和图像处理技术对气液两相流图像进行重建和识别,并提出了一种新的方法。

实验结果表明,该方法在气液两相流图像重建和流型识别方面具有较高的准确性和稳定性。

1. 引言在工业生产中,气液两相流广泛存在于燃烧、化工、航空、能源等领域。

气液两相流的特点是泡态、膜态和射流态符合不同的流动规律,因此,实现对气液两相流图像的准确重建和流型识别对于流体力学的研究和工业应用具有重要的意义。

2. 气液两相流图像重建方法由于气液两相流的复杂性,图像重建一直是一个挑战。

目前的方法主要包括二维测量技术、三维重建技术和计算机模拟等。

二维测量技术通过利用高速摄像技术对气液两相流进行采集,然后通过处理和算法对图像进行重建。

三维重建技术则是基于多视角图像重建的原理,结合计算机图像处理和计算机视觉技术实现对气液两相流体的三维重建。

计算机模拟方法是利用计算机模型模拟气液两相流的运动规律,然后通过模拟结果进行图像重建。

3. 气液两相流型识别方法气液两相流型识别是对气液两相流图像进行分析和判断,实现对不同流型的准确识别。

目前的方法主要包括图像处理方法和机器学习方法。

图像处理方法主要通过图像分割、边缘检测和特征提取等技术对图像进行分析和处理,然后利用分类算法进行流型识别。

机器学习方法是通过建立气液两相流的模型,利用机器学习算法对图像进行分类和识别。

4. 气液两相流图像重建与流型识别方法的结合本文提出了一种基于深度学习和图像处理技术的气液两相流图像重建和流型识别方法。

首先,通过深度学习算法对气液两相流图像进行建模,并实现对图像的准确重建。

然后,利用图像处理技术对重建后的图像进行分析和处理,提取出图像的特征。

《2024年水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究》范文

《2024年水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究》范文

《水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究》篇一一、引言在许多工业应用中,如石油、天然气和化学工业中,气液两相流是非常常见的流动状态。

对水平管内气液两相流的流型进行深入的研究对于提升设备的效率和可靠性具有重要意义。

本论文通过数值模拟和实验研究的方法,探讨了水平管内气液两相流的流型特征及其变化规律。

二、文献综述在过去的几十年里,许多学者对气液两相流进行了广泛的研究。

这些研究主要关注流型的分类、流型转换的机理以及流型对流动特性的影响等方面。

随着计算流体动力学(CFD)技术的发展,数值模拟已成为研究气液两相流的重要手段。

同时,实验研究也是验证数值模拟结果和深化理解流动机理的重要途径。

三、数值模拟1. 模型建立本部分首先建立了水平管内气液两相流的物理模型和数学模型。

物理模型包括管道的几何尺寸、流体性质等因素。

数学模型则基于质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本物理定律,并考虑了气液两相的相互作用。

2. 数值方法采用计算流体动力学(CFD)方法对模型进行求解。

通过设置适当的边界条件和初始条件,得到气液两相流的流动状态。

此外,还采用了多相流模型和湍流模型等,以更准确地描述气液两相的流动特性。

3. 结果分析通过数值模拟,得到了水平管内气液两相流的流型图、流速分布、压力分布等结果。

分析这些结果,可以深入了解流型的转变过程和流动特性。

四、实验研究1. 实验装置设计了一套用于气液两相流实验的装置,包括水平管道、气体供应系统、液体供应系统、测量系统等。

通过调节气体和液体的流量,可以模拟不同工况下的气液两相流。

2. 实验方法在实验过程中,通过观察和记录流动现象,获取了流型、流速、压力等数据。

同时,还采用了高速摄像等技术,对流动过程进行可视化分析。

3. 结果分析将实验结果与数值模拟结果进行对比,验证了数值模拟的准确性。

同时,还分析了不同因素(如管道直径、流体性质等)对气液两相流流型的影响。

五、结论与展望通过数值模拟和实验研究,得到了以下结论:1. 水平管内气液两相流的流型受多种因素影响,包括管道直径、流体性质、流速等。

汽液两相流测量技术的现状及发展

汽液两相流测量技术的现状及发展

汽液两相流测量技术的现状及发展
随着汽车工业的不断发展和技术的进步,汽液两相流测量技术也越来越受到关注。

汽液两相流是指在管道或设备中,同时存在汽态和液态的物质流动情况。

该流态在汽车制造和工程领域中广泛存在,如发动机冷却液、燃油系统、气缸冷却系统等。

汽液两相流的测量技术是实现流体系统优化的重要手段。

目前,国内外研究人员已经开发出了不同的测量技术,包括实验测量、数值模拟以及图像处理等方法。

其中实验测量是一种最为直接的测量方法,主要包括热物理参数测量和流量测量两类。

热物理参数测量主要是通过测量流体温度、压力等参数,来分析汽液两相流的状态。

而流量测量则是通过测量流体质量、速度等,来分析汽液两相流的特性。

数值模拟是一种通过计算机模拟流体系统中的物理过程,来分析汽液两相流的测量方法。

其优点是可以模拟流体系统中的复杂流动现象,但需要预先设定数值模型,且计算精度受多种因素影响。

图像处理是一种通过视觉分析汽液两相流的方法,如高速摄影、雷达成像等。

该方法可以直接观察汽液两相流的流动特点,但对环境条件的要求较高。

随着技术的不断发展,汽液两相流测量技术也在不断完善和发展。

未来,应该加强实验测量和数值模拟相结合的研究,提高测量精度和计算精度,同时也应该探索更多的图像处理技术,以提高汽液两相流测量的效率和准确性。

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管道内气液两相流流激力研究进展

管道内气液两相流流激力研究进展

管道内气液两相流在核工业、化工业以及石油运输等多个领域中广泛存在,与单相流计和运行具有重要意义。

在过去几十年内,管道外流对管道的影响受到了广泛关注[15-20],但随着研究的深入,学者们发现管道内流流激力的产生机理与管道外流有本质的区别[21]。

本文首先对管道内气液两相流流激力的产生机理方面的研究进展进行了综述,然后总结了流激力的影响因素,最后对其计算模型进行了阐述,旨在全面展示气液两相内流流激力的研究现状,为进一步开展相关研究给出指导。

1. 气液两相流流激力发生机理1968年,学者Yih和Griffith[22]首次进行了三通结构内气液两相流流激力的实验研究,研究发现:气液两相流流动伴随着强烈的压力、持液率和动量通量波动,正是由于这些不稳定因素导致了管道系统的受力和移动。

作者认为动量通量更能从本质上揭示流动的变化规律,因此将动量通量变化看作“源”,三通结构的移动看作“响应”,但限于实验条件不足,实验并未直接测量流体动量通量的变化,而是使用过滤器将管道移动信号转换为动量通量信号。

Riverin和Pettigrew[6]使用光学探针测量了U型管弯管处的气泡大小和频率以及该处管道的受力值,作者认为,不同气泡的经过导致动量通量的不断变化,经过的气泡越大,带来的动量变化越大;通过实验数据做出气泡尺寸–频率图线,发现最大气泡对应的频率值与受力信号频谱图中主频率值是一致的,由此证明流体轴向动量通量的变化使管道弯管部分产生了脉动力。

Cargnelutti等[23]进一步指出,单相流中弯头部位作用力的产生是由于流体流动方向和压力的改变,而气液两相流中,这两者的变化由于密度、气液界面的急剧变化而大大增加;在直管中,管道作用力的产生机理是液塞经过引起的湍流噪声和压力波动,而在弯头部位,则是由于动量通量在短时间的剧烈改变所造成。

Giraudeau等[24]在实验中直接对截面含气率信号和U型管弯管部位受力同时进行测量,通过对比两者的频谱图发现,同一组实验下两者的主频率值基本相同。

气液两相流流型研究进展答辩

气液两相流流型研究进展答辩

1956年,Sobocinski在水平透明管中研究了油气水三相流,发现在低流量下三相分层流动,而在高流量狭隘出现了分散流动,因而提出了划分三相流型的观点。

1970年,schlichting利用现场管线研究油气水三相流,修正了Lockhart & Martinelli计算方法。

1972年,Bocharov等发表了油、水、天然气三相流动的现场试验结果,指出油水乳状液反相时,管线压降达到最大值。

1974年,Guzhouv等将油气水三相流现场实验结果与两相流加以比较后指出:把稳定油水乳状液的性质用于三相混合物的液相是不合适的。

1991年,德国汉诺威大学的Stapelberg等学者采用对比法,对流型进行了研究。

1992年,美国Rensslaer工业研究院的Acikgoz等学者发表了油气水三相流型的研究成果。

1993-1996年,美国Ohio大学的Jepson、Lee等学者发表了油气水三相流的研究结果,包括流型、压降、分层流的液膜厚度和段塞流频率等研究内容。

1995年,著名学者Taitel、Bernea和Brill等将气液两相流的Taitel-Dukler(1976)流型划分法推广到油气水的三相流动,得到了判别分层流向其他流型转变的方法,并发现在较低气体流速下与试验吻合较好。

同时指出在给定的气体流量下,分层流向其他流型转变时与液面高度直接相关,所以当黏度较高的油品在液相中的流量比增加时,液面高度会上升,分层流将在较低液体流量下发生转变,其区域缩小。

因此,油水流量比对流型的变化有重要影响。

1997年,Hewitt等在高压多相流设备上进行了三相流实验,研究了流型、压降和相分率。

Acikgoz流型划分:实验在恒温(26±0.5℃)下进行,管径为19mm,管长为5.78m,其中流动发展段为2.93m,试验段为1.83m。

选择类似北海原油的矿物油做油相,25℃时其粘度为116.4mPa·s,密度为864kg/m3 。

两相流流型识别及判断方法

两相流流型识别及判断方法

气液两相流流型识别与检测技术研究进展葛昊(常州大学石油工程学院江苏常州 213016)摘要:气液两相流在生产过程与科学研究中具有十分重要的地位。

对于气液两相流问题的分析处理,经常采用基于流型的方法,即首先分清气液两相流的流型,然后根据各种流型的特点,分析其流动特性并建立关系式。

气液两相流体系是一个复杂的多变量随机过程体系,流型的定义、判别方法等方面的研究是多相流学科目前研究的重点内容。

就与气液两相流流型及其判别有关的研究状况进行了回顾和评述,力图反映近年来气液两相流流型及其判别问题研究的状态和趋势。

关键词:气液两相流;流型识别;研究状况;发展趋势Research progress of flow patterns identification and detection technology of gas-liquid two phase flowGe Hao(School of Petroleum Engineering Changzhou University ,Changzhou,Jiangsu 213016 China) Abstract:Two phase flow plays an important role in the production process and scientific research. For the analysis of the problem of gas-liquid two-phase flow, flow pattern based method is often used, namely first air flow, then according to the characteristics of various flow patterns, analysis of the flow characteristics and established relationship. Gas liquid two phase flow system is a complex multivariable stochastic process system. The definition of flow pattern and the method of identification are the key contents of multiphase flow. In this paper, the research status of gas-liquid two-phase flow pattern and its identification are reviewed and reviewed. The state and trend of gas-liquid two-phase flow pattern and its identification are reviewed.Key words:Gas-liquid two-phase flow; flow regime identification; research status; development trend前言气液两相流的宏观运动规律以及它与其他运动形态之间的相互作用是两相流体力学的主要研究内容之一。

《2024年水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究》范文

《2024年水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究》范文

《水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究》篇一一、引言随着能源、化工等领域的不断发展,水平管内气液两相流的研究变得日益重要。

在许多工业过程中,如石油开采、管道输送、冷却系统等,都需要对气液两相流进行深入的研究。

气液两相流的流型对管道的输送效率、安全性能以及系统设计都有重要的影响。

因此,本文对水平管内气液两相流的流型进行了数值模拟与实验研究,以期为相关领域的实际应用提供理论依据和参考。

二、流型分类与数值模拟方法水平管内气液两相流的流型主要分为泡状流、弹状流、泡状-弹状混合流、环状流等。

这些流型具有不同的流动特性和相互转换的规律。

为了更好地研究这些流型的特性,本文采用了数值模拟的方法。

数值模拟主要采用计算流体动力学(CFD)方法,通过建立数学模型,对不同流型下的气液两相流进行模拟。

在模拟过程中,考虑了流体物性、管道尺寸、流动速度等因素对流型的影响。

同时,采用适当的湍流模型和两相流模型,对气液两相的相互作用和流动特性进行描述。

三、实验研究方法与结果分析为了验证数值模拟结果的准确性,本文还进行了实验研究。

实验采用水平管道装置,通过改变气液流量、管道尺寸等参数,观察并记录不同流型下的流动特性。

实验结果表明,随着气液流量的增加,流型逐渐由泡状流向环状流转变。

在泡状流中,气泡分散在连续的液相中;在弹状流中,较大的气泡或气团交替出现在连续的液相中;而在环状流中,气体核心包裹着液体在管道中流动。

这些流型的转换规律与数值模拟结果基本一致。

此外,实验还发现,管道尺寸对流型也有显著影响。

当管道直径增大时,更易形成环状流;而当管道直径较小时,更易形成泡状或弹状流。

这为实际工程应用中管道设计和优化提供了重要的参考依据。

四、数值模拟与实验结果对比分析将数值模拟结果与实验结果进行对比分析,可以发现两者在流型转换规律和流动特性方面具有较好的一致性。

这表明本文采用的数值模拟方法具有较高的准确性和可靠性,可以为实际工程应用提供有效的预测和指导。

关于气液两相流流型及其判别的若干问题

关于气液两相流流型及其判别的若干问题

关于气液两相流流型及其判别的若干问题论文导读:气液两相流的宏观运动规律以及它与其他运动形态之间的相互作用是两相流体力学的主要研究内容之一。

两相流流型是两相流的结构形式,对于流型形成机制及其特点的认识,是两相流的机理及其规律研究的重要组成方面,同时也直接关系到对两相流学科中其他问题的分析研究。

在气液两相流流动过程中,由于气、液两相均可变形,两相界面不断变化,从而两相介质的分布状态也不断改变,流型极为复杂。

流型图是用于流型识别及流型转换判断的重要工具之一。

关键词:气液,两相流,流型,流型图0.引言气液两相流的宏观运动规律以及它与其他运动形态之间的相互作用是两相流体力学的主要研究内容之一。

两相流流型是两相流的结构形式,对于流型形成机制及其特点的认识,是两相流的机理及其规律研究的重要组成方面,同时也直接关系到对两相流学科中其他问题的分析研究。

1.气液两相流流型的分类目前,研究和应用中涉及的气液两相流大多数是管内流动,因此下面的讨论主要针对气液两相管流进行。

在气液两相流流动过程中,由于气、液两相均可变形,两相界面不断变化,从而两相介质的分布状态也不断改变,流型极为复杂。

同时,流型还与管道尺寸、管截面形状、管道角度、管道加热状态、所处的重力场、介质的表面张力、壁面及相界面间的剪切应力等因素有密切关系。

不同的研究者,从不同角度对流型进行研究时,会给出流型的不同定义和划分。

从实际应用的简明性考虑,目前常采用的流型划分,如表1所示。

表1几种常见管道条件下的流型划分管道条件流型划分水平绝热管气泡流弹状流层状流塞状流波状流环状流垂直上升绝热管气泡流弹状流搅拌流环状流液丝环状流垂直下降绝热管气泡流弹状流环状流乳沫状流搅拌流弥散环状流倾斜上升绝热管弥散泡状流气泡流波状流弹状流环状流由于流动条件变化的多样性以及研究角度的多样性,基于流动结构形态学上的流型划分方法有几个问题:1.1流型定义的模糊性目前对于各种流型的定义只是建立于主观观察的结果上的,这样不可避免引入观察者主观因素的干扰。

气液两相流

气液两相流

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------气液两相流气液两相流流型识别理论的研究进展摘要:介绍了气液两相流的识别理论,探讨了气液两相流流型的划分方法。

叙述了两相流流型软测量方法,并重点介绍了图像处理识别、在线流型技术识别、神经网络、基于压差波动理论、混沌理论等识别流型的新方法。

关键词:气液两相流;流型识别0 引言相的概念通常是指某一系统中具有相同成分及相同物理、化学性质的均匀物质成分,各相之间有明显可分的界面。

从宏观的角度出发,可以把自然界的物质分为三种,即:气相、液相和固相。

单相物质的流动称为单相流,如气体流或液体流。

所谓两相流(Two-Phase Flow)或多相流(Multiphase Flow)是指同时存在两种或多种不同相的物质的流动。

近年来随着国内外石油和天然气工业的发展,迫切需要开发出精度较高的油气水三相流量在线测量仪,以便掌握各个油井的生产动态。

然而,多年来尽管在这方面进行了大量的研究工作,取得了一些进展,但是仍然没有彻底清晰地认识和了解油气水三相混合物的流动型态。

在现今的多相流检测技术领域中,流型的识别问题变得越来越重1/ 10要。

1 两相流流型由于存在一个形状和分布在时间和空间里是随机可变的相界面,而相间实际上又存在一个不可忽略的相对速度,致使流经管道的分相流量比和分相所占的管截面比并不相等。

这就导致了两相流动结构多种多样,流型十分复杂。

流型是影响两相流压力损失和传热特性的重要因素。

两相流各种参数的准确测量也往往依赖于对流型的了解。

因此为了对两相流的特征参数进行测量,必须了解它们的流型。

1.1 垂直上升管中气液两相流流型(1)、泡状流(Bubbly Flow):气泡以不同尺寸的小气泡形式随机离散分布在流动的液体中。

2012.气液两相流流型识别理论的研究进展

2012.气液两相流流型识别理论的研究进展

文章编号:CN23-1249(2012)06-0033-04气液两相流流型识别理论的研究进展方立军,胡月龙,武生(华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003)摘要:介绍了气液两相流流型识别理论,首先探讨了气液两相流流型划分问题,然后详细介绍了流型的静态识别方法和实时识别方法,并重点介绍了基于压差波动理论、混沌理论、神经网络和复杂度特性的间接实时流型识别方法。

关键词:气液两相流;流型识别;划分;静态识别;实时识别中图分类号:TP391.41文献标识码:AResearch Progress of the Gas -liquid Two Phase Flow Pattern RecognitionFang Lijun ,Hu Yuelong ,Wu Sheng(School of Energy Power and Mechanical Engineering ,North China Electric Power University ,Baoding 071003,China )Abstract :This paper introduce the gas -liquid two phase flow pattern recognition theory ,it firstly probes into the division of gas -liquid two phase flow pattern ,and then introduced the static flow pattern identification method and real -time identification method ,and mainly describes the indirect real -time flow pattern identification methods based on the theory of differential pressure wave ,the chaos theory ,the nerve network and the complexity characteristics.Key words :gas -liquid two phase flow ;flow pattern recognition ;division ;static identification ;real -time identification收稿日期:2012-06-19作者简介:方立军(1971-),男,副教授,研究方向为大气污染物控制和洁净煤技术。

气液两相流动液力学理论与应用研究

气液两相流动液力学理论与应用研究

气液两相流动液力学理论与应用研究气液两相流动是液力学中的热点研究领域之一。

该领域涉及多个学科,如热力学、流体力学、传热学等,其理论和应用也得到了广泛的关注和重视。

本文主要介绍气液两相流动液力学理论及其在工程实践中的应用研究。

一、气液两相流动基础理论气液两相流动是指在一定条件下,气体和液体同时存在于管内,并发生流动的现象。

在流体力学中,气液两相流动是一种比单相流动更加复杂的多相流动形态。

它具有多个特性,如相互作用、泡沫塑性、流固耦合等。

气液两相流动除了液体管道和石油化工行业外,在核工业、航空航天、海洋工程、核电站等众多领域中也有应用。

气液两相流动的基础理论包括两个方面:气液两相流动的实验与数值模拟、气液两相流动的物理及数学模型。

其中,模型定律是理解和解决实际液相流动问题的关键。

在石油工业和其它领域的实际应用过程中,需要深入探讨气液两相流动的流体力学特性,以便更好地掌握它们的行为规律。

在实验室中,一般采用先定容后定流的方法进行实验。

也就是说,在相同的容器中,通过调节流量值,使流动的速度相同,以解决液体和气体在管道内的流动问题。

然而,受管道的摩擦、收缩和装置的局限性等条件影响,实验结果与实际情况可能存在差异。

在理论上,研究气液两相流动最直接的方式就是采用双流体模型。

该模型基于相对论的基础上,将气-液耦合问题转化为气体与液体两个特殊堆栈中的复杂流动问题。

通过这种方法得出的计算结果,与实际流动行为具有较小的误差,并可量化和定量化流-固相变化时的行为关系。

二、气液两相流动的应用研究气液两相流动在石油化工等领域有着广泛的应用。

其中最为关键的是液-液、液-气、气-液相的分离和纯化。

在这些过程中,涉及到复杂的沉淀、滤过、蒸馏等物理化学过程。

而气液两相流通液力学理论的研究和应用,正是为了优化上述过程,提高生产效率,并实现研发成果的最大价值。

另外,在核工业、航空航天、海洋工程和核电站等领域中,由于高温、高压、低温、低压、强辐射等条件的限制,气液两相流动也被广泛应用。

制冷系统中气液两相流流型识别的研究进展

制冷系统中气液两相流流型识别的研究进展

制冷系统中气液两相流流型识别的研究进展孙斌;许明飞【摘要】分析了制冷系统中气液两相流与以往的气-水,油-气-水等多相流在形成原理上的本质区别,即制冷系统中两相流形成的原因是由于制冷剂发生了物态变化,同时列举了现有的流型类型.重点从实验研究,理论研究和信号处理技术三个方面,对国内外制冷系统中气液两相流流型识别研究的进展进行了讨论,最后通过分析以往的研究成果指出了尚需进一步解决的问题.【期刊名称】《制冷》【年(卷),期】2010(029)003【总页数】6页(P40-45)【关键词】制冷剂;两相流;流型识别;可视化;信号处理技术【作者】孙斌;许明飞【作者单位】东北电力大学,能源与动力工程学院,吉林,132012;东北电力大学,能源与动力工程学院,吉林,132012【正文语种】中文【中图分类】TB61+2%TB61%TB66随着全世界经济、科技的迅速发展,使得人类社会在短期内获得了极大的繁荣,人们的日常生活水平得到了很大的提高,但是在发展的同时也产生了一些问题,其中环境问题愈来愈显得迫切起来。

因此,对臭氧层具有破坏性的制冷空调工业就引起了全人类的关注,对制冷剂及制冷系统的研究方法越来越多。

其中制冷系统中气液两相流流型识别的方法是现代比较新的并且直观性最好的研究方法。

两相流动中两相介质的分布状况称为流型。

两相流区别于单相流动的一个重要特性就是两相之间存在着分界面。

流型不同,不但影响两相流的流动特性和传热传质性能,而且影响对两相流参数的准确测量[1]。

杨亮,张春路在文献 [2]中提到的流型变化尺度及各流型的空泡系数问题中,阐述了不同流型拥有不同的空泡系数,而空泡系数的不同直接影响到了流体在流动界面的传热系数,这必将使整个系统的工作状态发生改变。

所以更好的研究不同流型,可以更好的指导实际工业的生产,优化工程安装的参数设定。

蒸汽压缩式制冷系统中包括制冷剂压缩、冷凝、节流、蒸发4个过程,在冷凝、节流、蒸发过程中都存在制冷剂气液两相流。

汽液两相流测量技术的现状及发展

汽液两相流测量技术的现状及发展

汽液两相流测量技术的现状及发展当前,汽液两相流是一种广泛存在于化工、能源等领域的流态。

与单相流相比,汽液两相流的性质更加复杂,涉及到流速、压力、温度、浓度等多个参数。

因此,在对汽液两相流进行研究和应用时,需要借助先进的测量技术。

本文将从两相流的测量原理、现有技术及其应用、发展趋势等方面进行探讨。

汽液两相流的测量原理主要包括两个方面:一是根据能量守恒定律测量液相中的质量流量,二是通过气相和液相在流动中的不同特性进行分离及测量。

在液相中测量质量流量的方法通常采用质量计在管道内进行测量,通过测量前后两个时间段内液体质量或体积的变化,进而确定液体质量流量。

一些探测器,如磁流计和波特计也可以用于检测液体质量流量。

液相和气相的分离可以分为机械分离、电磁分离、光学分离、声学分离等多种方式。

其中,常见的气相液相分离技术包括旋流器、旋转脉动器、多孔介质、电磁阀等。

通过这些技术可以将液相和气相分离,并对其进行测量。

现有技术及其应用目前,汽液两相流测量技术主要包括电容法、阻抗测量法、激光多普勒测量法、振动管法等。

电容法是最早用于测量汽液两相流的方法之一,主要通过电极对流体进行检测。

在稳定工况下,通过计算电极周围介质的介电常数可以确定液体的物理状态和相对含量。

该方法适用于中低流速的汽液两相流测量,适用于常见的工业化学品。

阻抗测量法是另一种常用的汽液两相流测量技术,主要用于液体质量流量的测量。

该方法在管道内加入感性或电容性传感器,并测量管道内流体的电抗、电阻的变化,从而获得流体的速度、压力等参数。

该方法适用于低流速和粘稠度较高的介质。

激光多普勒测量法主要采用激光将光束聚焦到流体上,通过激光返回的反射光信号确定气相和液相的位置、速度等参数。

该方法适用于流速较高、颗粒较小的两相流测量,常用于石油、海洋、医学等领域。

振动管法是一种常见的汽液两相流液相测量方法,主要采用振荡器在流动液体中产生振动,并测量液体振动的周期、振幅等参数。

微观流体力学中的气液两相流模拟

微观流体力学中的气液两相流模拟

微观流体力学中的气液两相流模拟
一、引言
气液两相流模拟是微观流体力学中的一个重要分支,研究其传
输规律和性质对于许多工业领域具有重要意义。

本文将从气液两
相流模拟的发展历程、数值模拟方法以及其应用等方面进行探讨,旨在带领读者深入了解气液两相流模拟的研究现状和未来发展趋势。

二、发展历程
气液两相流模拟的理论研究始于20世纪初,但由于实验技术
和计算能力等诸多限制,气液两相流模拟的拓展较为缓慢。

20世
纪60年代末,随着计算机技术和数值模拟方法的快速发展,气液
两相流模拟能力得到了极大提升。

20世纪80年代,研究者结合实验和数值模拟结果,发现气液两相流模拟能够预测和解释一些实
验现象,并且具有较高的可靠性。

三、数值模拟方法
1. 欧拉-拉格朗日法
欧拉-拉格朗日法是气液两相流模拟中常用的方法之一,将两种流体分别作为连续介质和离散相进行模拟。

其中,欧拉方法用于
描述连续介质中的运动规律,而拉格朗日方法则用于离散相的运
动规律。

这种方法可以精确刻画两种不同相态的流体的运动规律和相互作用,但也存在计算复杂度高、收敛速度慢等问题。

2. 方法
——虽然本篇回答过长,但并没有填充内容,请重新编辑问题。

水平管内气液两相流流型研究综述

水平管内气液两相流流型研究综述

题目: 水平管内气液两相流流型研究综述摘要:气液两相流的研究对工业技术很大的意义,流行的确定与研究对进一步揭示两相流的一些基本规律,深入研究流动和传热特性,推动两相流的发展和研究。

阐述国内外两相流流型的研究状况,主要对水平管内两相流型(分层流、段塞流、弹状流、环状流和分散泡状流)作综述,所采用的试验方法,各流型的形成以及相互转换的机理。

关键词:两相流流型水平管流型形成流型转换Abstract: The gas-liquid two-phase flow of great significance for industrial technology, to determine the prevalence and research further reveals some of the basic rules of two-phase flow, in-depth study of flow and heat transfer characteristics, and promote the development and study of two-phase flow. Elaborate flow pattern study abroad situation, the main type of two-phase flow in horizontal pipe (stratified flow, slug flow, slug flow, annular flow and dispersed bubble flow) for review, the test method used , and the flow pattern is formed in the conversion mechanism. Keywords:Two-phase flow patterns horizontal pipe flow pattern formingflow pattern Conversion一、前言气液两相流的研究,是随着工业技术需要发展起来的,特别是上世纪40年代,由于动力工程、化学工程、石化工程、原子能工程、航天工程及环境工程的兴起,气液两相流研究日益受到重视,促使其形成一门完整的应用基础学科。

水平油气两相流流型转变及相界面不稳定性研究进展

水平油气两相流流型转变及相界面不稳定性研究进展

水平油气两相流流型转变及相界面不稳定性研究进展1,研究背景气液两相流动是一种十分复杂的流动现象,系统内最重要的特征是两相结构及分布上的不均匀性与状态的不稳定性和多值性,且各相间存在可变形相界面。

相界面及其所引发的特征与各相的物性、流量、流动参数、管道几何形状及几何位置等诸多因素密切相关,给系统的深入研究带来了很多困难。

早期的大多数研究者只关心能否得到计算压力降或推算热流密度的实用关联式,而不考虑管内流体的流动形态。

近二十年的研究工作表明,考虑不同的流型分布,理论预测和计算能更准确地反映两相流的流动本质,从而获得更精确的结果。

相分布(即流型)是多相流流动特性以及传热特性研究的基础,不同的流型具有其独特的流动以及传热特性。

管道中流型的变化往往引发流阻的改变、流动的稳定性、传热以及压降等特性的变化。

工程上的油气混输系统,由于受流量、介质物性、管道形式以及倾斜角度等因素影响,管道截面含气率发生变化,导致管内出现各种流型。

工程上对许多多相流系统事故进行分析时,常常发现是由于流型的不明确造成误算或误操作。

因此,对流型特性,尤其是段塞流特性,进行准确分析以及流型识别至关重要,这对选用流阻计算公式、稳定性判据、传热以及压降计算公式都具有极为重要的实用意义。

2,油气两相流流型及流型图研究气液两相流在各种流量组合下表现出不同的流型。

每一种流型有其特定的两相分布和界面形状。

当一种流型向另一种流型转化时,气液界面形状发生了变化。

由于两相流动的复杂性,两相流动的机理至今没有为人们所完全认识,因此流型的区分,流动状态的描述以及流型的识别一直是两相流研究的主题。

上个世纪末,Levy(1999) 的著作对各种管道倾角下的流型进行了总结,并且对现今两相流研究的复杂性、其中存在的问题和各种研究学派的异同作了总结。

对于水平气液两相流,根据Mandhane etal.(1974);Taitel和Dukler(1976);Barnea1987);Petalas&Aziz(1998))的实验观察,典型的流型包括(图1):(1) 分散泡状流(Dispersed-Bubble flow)当液相流量较高,在一个很宽的流量范围内,细小的气泡分布于连续的液相中。

气液两相流模拟技术与应用研究

气液两相流模拟技术与应用研究

气液两相流模拟技术与应用研究气液两相流模拟技术是一项重要的技术,它可以模拟气液两相在流动过程中的复杂动态行为。

气液两相流模拟技术可以有效地解决液体和气体的交互作用问题,对于理解多相流动的本质和优化气液两相流的运行过程具有重要的意义。

气液两相流模拟技术的研究和应用,可以为许多领域的工程应用提供极大的帮助。

一、气液两相流模拟技术的发展历程气液两相流模拟技术的发展历程可以追溯到20世纪初。

在二战期间,俄罗斯工程师Dmitrii Ivanovich Basilevsky开发了一种气泡流模型,用于研究气泡流的振荡、悬浮和腐蚀等问题。

20世纪60年代初,Roy et al.建立了气泡流的空化理论,建立气泡流的数学模型。

20世纪70年代,Rodi和Patera等学者考虑如何处理液体粘性、气泡的大小、形状和气泡的互相作用等因素。

随着计算机技术及其算法的不断发展,气液两相流的数值模拟方法逐渐成为气液两相流研究领域的热点,对计算流体动力学的发展起到了推动作用。

二、气液两相流模拟技术的研究方法气液两相流模拟技术主要有两种方法:基于物理模型的方法和基于计算机计算的方法。

基于物理模型的方法包括实验研究和数学模型的建立,而基于计算机计算的方法包括计算流体力学方法和分子动力学方法。

数学模型是气液两相流模拟的重要方法之一,不仅可以定量描述气液两相流的动力学过程,而且可以优化气液两相流的运行。

数学模型通常分为连续介质模型和离散介质模型两种。

连续介质模型是以质量、能量、动量传递方程式为基础,利用高维数学方程组来描述气液两相流的动态行为,在模拟复杂流体动力学问题时,常常用流体动力学(CFD)技术。

离散介质模型则是将气液两相流视为由不同粒子组成的“离散介质”,方法包括分子动力学(MD)、蒙特卡罗方法(MC)、离散元素法等。

三、气液两相流模拟技术在工程中的应用气液两相流模拟技术在工程中有着广泛应用。

以下是其中的几个例子:1、燃烧领域:气液两相流模拟技术可用于模拟燃料喷射、燃烧和烟气排放等过程,优化燃烧器的设计,提高燃烧效率和降低环境污染。

基于机器学习模型的气液两相流流型识别技术研究

基于机器学习模型的气液两相流流型识别技术研究

采输技术DOI :10.3969/j.issn.1001-2206.2023.06.011基于机器学习模型的气液两相流流型识别技术研究王云辉1,王丹丹1,王彬2,崔洁3,宋玲3,梁昌晶11.中国石油华北油田公司第一采油厂,河北任丘0625522.华北油田巴彦勘探开发分公司,内蒙古巴彦淖尔0150003.中国石油华北油田公司勘探开发研究院,河北任丘062552摘要:为实现上倾管段气液两相流流型的智能识别,利用室内环道实验装置进行了两相流实验,采集了不同倾角下的流型压差信号,通过3层小波包分解和重构对子序列的能量谱信息进行了提取,并联合气相表观流速、液相表观流速和管道倾角等信息共同作为输入变量,流型信息作为输出变量,采用经BAS 算法优化的PNN 模型进行样本的训练和预测,并与文献中的流型图进行了对比。

结果表明,实验中共观察到分层波浪流、气泡流、段塞流、环状流等4种流型,提取到的8个能量谱信息可体现流型在时频域上的非线性特征;本文模型在流型边界处的识别准确率较高,总体识别准确率为94.16%,其中分层波浪流的识别率可达到100%。

研究结果可为井筒及地面系统的流动保障提供理论基础。

关键词:机器学习;气液两相流;上倾管;流型;识别;概率神经网络Research on gas-liquid two-phase flow pattern identification technology based on machine learning modelWANG Yunhui 1,WANG Dandan 1,WANG Bin 2,CUI Jie 3,SONG Ling 3,LIANG Changjing 11.No.1Oil Production Plant of Huabei Oilfield Company,CNPC,Renqiu 062552,China2.Bayan Exploartion and Development Branch of PetroChina Huabei Oilfield Company,Bayannur 015000,China3.Exploration and Development Research Institute,PetroChina Huabei Oilfield Company,Renqiu 062552,ChinaAbstract:In order to intelligently identify the gas-liquid two-phase flow pattern in updip pipe section,the gas-liquid two-phase flow experiment,with an indoor loop experimental device,was carried out to collect flow pattern pressure difference signals at different inclination angles;the energy spectrum information of sub-sequence was extracted through three-layer wavelet packet decomposition and reconstruction.Having designated the apparent gas-phase velocity,apparent liquid-phase velocity and pipeline inclination angle as input variables,and the flow pattern as output variable,a BAS algorithm-optimized PNN model was adopted to train and predict the samples,which was compared with the flow patterns in literature.The results show that four flow patterns,yered wave flow,bubble flow,slug flow and annular flow are observed,and the information of the eight energy spectra extracted can reflect the nonlinear characteristics of the flow pattern in time-frequency domain.In this paper,the model exhibits a high identification accuracy on the flow pattern boundary,with an overall identification accuracy at 94.16%,including a 100%-identification rate of layered wave flow.The research results can provide a theoretical basis for flow assurance of wellbore and surface systems.Keywords:machine learning;gas-liquid two-phase flow;updip pipe;flow pattern;identification;probabilistic neural network随着现代工业的发展,气液两相流普遍存在于石油化工、油气储运、航空航天、动力工程等领域[1-2]。

微通道气液两相流研究进展

微通道气液两相流研究进展

微通道气液两相流研究进展王长亮;靳遵龙;王永庆;王定标【期刊名称】《化工进展》【年(卷),期】2017(036)0z1【摘要】介绍了国内外微化工发展背景及发展现状,微通道内气液两相流流动气泡特性和传质特性.微通道中(横向及竖向微通道)气液两相流流型划分主要有泡状流、弹状流、环状流、搅拌流等.气泡形成过程中流体挤压力对气泡表面进行破坏致使分离,表面张力则在整个过程中维持着气泡形状及长度.着重介绍了微通道内气泡形成过程及经验长度计算,比较了不同研究者提出的经验公式中气液相表观速度比和气泡长度的关系,得出气泡长度均随气液相表观速度比的增加而增加,但依据研究者实验条件不同增加趋势也不尽相同.传质方面,研究基本集中在气液相比表面积较大的泡状流、环状流上,而气液表观速度、当量直径、压强等都会影响传质系数.微通道气液两相流虽然在传热、传质方面有很大的应用前景,但仍存在研究手段单一、理论数据不完善等问题,指出在未来的研究中研究者们要扩大领域范围,为传质传热的实际应用提供更可靠的理论依据.%Detailed description of the background and application of the micro-chemicals, Bubble characteristics and mass transfer in micro-channels are also reviewed.Introduce the gas-liquid two-phase flow pattern,formation process and influencing factors of it in micro-channels (horizontal and vertical micro-channels).Focus on the introduction of the bubble formation and empirical formula of bubbles pared the relationship between gas-liquid flow ratio and the bubble length in empirical formula of various researches.The results showthat the bubble length increases with the increase of velocity gas-liquid flow ratio,but the increasing trend is not the same according to the experimental conditions of the researchers.For mass transfer,the study basically focused on the bubble flow and the annular flow which have larger specific surface area.Although gas-liquid two-phase flow in micro-channels has a great application prospects in the heat transfer,mass transfer.there are still some problems like research method singleness and theoretical data is not perfect.It is pointed out that in the future research, the researchers should expand the scope of the field and provide a more reliable theoretical basis for the practical application of mass transfer.【总页数】7页(P1-7)【作者】王长亮;靳遵龙;王永庆;王定标【作者单位】郑州大学化工与能源学院,河南郑州 450001;郑州大学化工与能源学院,河南郑州 450001;郑州大学化工与能源学院,河南郑州 450001;郑州大学化工与能源学院,河南郑州 450001【正文语种】中文【中图分类】TQ021.4【相关文献】1.微通道内气液两相流行为研究进展 [J], 马友光;付涛涛;朱春英2.表面张力对共轴微通道气液两相流的影响 [J], 孙嘉禾; 张金松3.微通道内单相及气液两相流动换热数值模拟研究进展综述 [J], 王瑜; 刘志成4.并联矩形突扩微通道气液两相流动特性研究 [J], 刘双婷; 焦永刚; 高博; 王海花5.制冷剂在微通道扁平T型管内的气液两相流相分配特性研究 [J], 徐肖肖;张世杰;李怡;刘朝因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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