多相流测量技术的研究进展
多相流性能测试技术的研究及其应用
多相流性能测试技术的研究及其应用多相流是指两种或两种以上的不同物质同时存在于同一空间中，并且彼此之间的相互作用使它们不呈现出单一的运动状态。
通常可以分为气-液、固-液、液-液和气-固-液等情况。
在许多工业和科学领域，多相流的运动及其特性是十分重要的，因此研究多相流性能测试技术是十分必要的。
一、多相流性能测试技术研究的现状多相流性能测试技术是一个相对较新的领域，目前国内外关注度高，相关研究成果得到了很好的实践应用和推广。
可以确定的是，多相流的监测和测量技术模型的研究是一个充满挑战和机遇的领域，许多科学家已经开展了许多研究性工作，如多相流的流体力学分析、数据采集及分析、测量技术、控制技术的研究等。
当前，国内外多相流性能测试技术主要集中在以下几个方面：1. 传统测试方法：传统的测试方法通常通过试验的物理实验室进行，例如研究人员使用实验室内的流动管道来模拟不同介质之间的传输和反应等。
这种方法的测试成本相对较低，测试准确度也高。
但是，受制于实验室能力和成本因素，其测试范围相对较窄。
2. 光学测试方法：光学测试技术意味着使用光学仪器，如激光测速仪、高速摄像机等来监测多相流动态变化过程。
由于光学测试具有在线、无损、非侵入性等特点，能够实时获取目标物质多个维度、高精度、大范围的数据，其应用前景非常广阔。
但是，相较于传统测试方法，光学测试设备的费用显然更高。
3. 数值模拟方法：数值计算方法可以为多相流研究提供一个全面的理论基础。
利用计算机模拟多相流，可以预测流量、压力分布、速度分布、液膜厚度和空气剪切层等多相流参数分布以及相互作用等数量性和质量性的信息。
但是，其可靠性和精度方面存在一定的误差，需要不断优化。
二、多相流性能测试技术的应用在工业生产和科学研究等领域，多相流性能测试技术具有广泛的应用前景，其中最主要的应用领域包括石油化工、核污染监测、环保工业、冶金矿业、水利水电工程等。
1. 石油化工：石油化工工业中的制造过程中，大量的多相流现象常常会发生，例如气液、固液和液液混合物，因此多相流性能测试技术可以用于流量和质量分析。
油气多相流量计量研究现状与发展趋势 ppt课件
t
L
T+Δpptt课件
V=L/ Δt
10
ppt课件
11
（2）节流法
流体通过节流件（如孔板、 文丘利管和喷嘴）时会产生压 降，认为各相流速均匀一致， 由流速与压降的关系即可测得 流速。文丘利管法就是当前使 用最多的多相流量测量法。文 丘利管结构简单，体积小，维 护方便。
ppt课件
12
4、多相计量面临的挑战
（1）占地面积小、工艺流程 布局简单；
（2）对油气进行连续、在线、 自动测量，可实现无人值守， 便于实时监控油气生产动态和 精细化管理。
（3）投资少，操作费用低。
ppt课件
4
油井产量测试 用 途 生产监控
产量调配
ppt课件
5
二、多相计量原理
1、流量测量基本方程
多相流量计：能够同时获得被测管道气液各相流量的装置。
ppt课件
24
（二） 非分离式多相流量计
工作原理：
不分离式多相流量计是在不对井液作任何分离的情 况下实现油、气、水三相计量, 其技术难度主要体现在 油、气、水三相组分含量及各相流速的测定。
ppt课件
25
1、英国JISkoot的Mixmeter多相流量计
测量原理： •压差变送器测量总流量； •双能伽马密度仪测量含水率、含气率； 特点：结构较为紧簇，压差损失小。
以产生不同的衰减，亦即衰减幅度与含水体积分数有
关。
ppt课件
8
（4）电容层析成像技术
是２０世纪８０年代初 首先由西方发达国家开始研 究开发，主要用于工业管道 多相流测量．它类似于医学 领域应用的ＣＴ 技术，通过 检测阵列电极电容变化，反 映管道中多相介质介电常数 分布，从而构造出管道中各 相介质的分布图像，如石油 输送管道中油水气各相介质 浓度分布。
多相流测量技术的研究及其应用前景
多相流测量技术的研究及其应用前景曹艳强 曹岩西安石油大学石油工程学院 陕西 西安 710065摘要：多相流广泛存在于石油工业中,因此对于多相流的测量就具有非常重要的意义。
然而,由于多相流在流动过程中流型复杂,成分多变。
到目前为止,多相流的测量仍然是石油行业中的一个难题，但同时多相流技术的应用潜力还是被大家非常看好的。
关键词：多相流 压降 分相含率 空隙率 速度 流量1多相流简介在大自然中,物质可以分成气相、液相和固相三相[]1。
顾名思义多相流就是指同时存在两种或两种以上不同相混合物质的流动。
在日常生活中常见的多相流有气固两相流、气液两相流、液固两相流、液液两相流以及气液液、气液固多相流等等。
在多相流的研究中,通常将在同一自然相中存在明确界面的不同物质当作不同相进行研究,如在油水混合物中,由于油和水互不相溶,那么就会在两者之间存在明显的相界面,这样就称为油水两相流。
多相流在石油化工行业中是一种十分普遍的现象。
在石油开采过程中，从采出到运输都会存在油、气、水三相混输，这是一种很典型的多相流，甚至还存在油、气、水、沙四相流。
多相流是在流体力学，物理化学，传热传质学，燃烧学等学科的基础上发展起来的一门新兴学科,对国民经济的发展有着十分重要的作用,它广泛存在于能源、动力、石油化工、核反应堆、制冷、低温、环境保护及航天技术等许多工业部门。
因此，虽然多相流的发展历史只有短暂的几十年，但由于油气水多相流检测技术的研究具有重要的理论和工程意义，发展脚步很快。
尤其是在20世纪50年代以来,由于石油化工行业中高参数的引人,以及对环境保护的日益重视,在一定程度上大大地促进了多相流研究及其应用的发展[]2。
2多相流的测量参数[]3在多相流的流动过程中，由于相与相之间的作用，就会有分布和形状在空间和时间里都是可以随时变化的相界面，而相与相之间又会存在不同的速度，导致通过管道的不同相的流量比和其所占的管截面比并不相等。
因此，根据多相流的这些特点，描述其流动的参数就要比单相的参数要复杂。
多相计量技术新进展
多相计量技术新进展 叶兵(中海石油研究中心) 摘要 多相计量技术是近年来发展起来的计量方面的前沿技术,它是在不进行油气水三相分离的情况下,实现三相在线、连续、自动计量。
在海洋石油、沙漠油田或边远油气田等特殊作业环境有着广阔的市场。
关键词 油田计量 多相流量计 多相计量DOI:1013969/j.iss n.1002-641X120101210141 概况在过去的十年中,多相流计量系统的发展、评估和运用一直是世界油气工业的主要焦点。
迄今为止,已经开发了很多供选择的计量系统,但是没有一个能够称得上是广泛应用或绝对精确。
第一个商用多相流量计出现在大约十年前,是80年代初期多相计量研究项目的结果。
一直致力于研发多相流计量技术的大学研究中心和石油公司有:Tulsa (美国)、SIN TEF(挪威)、Imperial大学(英国)、国家工程实验室(英国)、CMR(挪威)、英国石油公司、德士古公司、埃尔夫石油公司、壳牌石油公司、阿吉普石油公司和巴西石油公司。
对这些标准多相流量计进行的测试是由英国石油公司和德士古公司共同完成的。
在不到十年之内,多相流计量已经在油田中得到了认可,并开始成为新油田开发考虑的首要计量方法。
2 多相流计量的基本原理基本上,有两种方法测量多相流的流量。
第一种方法,测量流动参数,它是三个流量的函数。
因此,可以测定通过文丘里管流量计的压降、γ射线束的衰减和混合物的阻抗,建立这些测量值与各相流量之间的关系,要建立三相流动需要三个独立的测量值。
没有方法能够理论上预测这种关系,因此,一定要通过校准来确定这些关系。
但不可能在测量技术应用的所有情况下校准,而且这种方法并不总是有效的。
校准方法通常可以通过神经网络技术来得到增强,这种技术可以高精度地确定函数关系。
然而,这种技术虽然有用,但不能解决基本问题,也就是说校准只用于实施校准的情况下。
第二种方法包括测量相位速度的基本参数和相位横截面分数(持率)或与它们有明确关系的量。
基于激光的多相流测试技术应用研究进展
Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ ｙ ，Ｂａｏｔｏｕ ０１４０１０，Ｃｈｉｎａ）
第 ４６卷 第 ２期 ２０１６年 ２月
激 光 与 红 外
ＬＡＳＥＲ ＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤ
Ｖｏ１．４６ ，Ｎｏ．２ Ｊａｎｕａｒｙ，２０１６
文章编号：１００１－５０７８（２０１６）０２－０１３２４３７
·综述 与评 论 ·
基 于 激 光 的多 相 流 测 试 技 术 应 用 研 究 进 展
激 光 与 红 外 Ｎｏ．２ ２０１６
吴 嗄 ，焦 晶 晶 ，杨 彪 ，金 光
（１．内蒙古科技大学能源与环境学院 ，内蒙古 包 头 ０１４０１０； ２．内蒙古科技 大学 内蒙古 自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室 ，内蒙古 包头 ０１４０１０）
摘 要 ：激光测速 已广泛存在多相流动测量 中，测量原理主要有相关性原理和 多普勒原理，将 两种测量原理分别与成像技术或光散射理论结合发展 了多种测试技术。本文对基于激光的多 相流测试技术在 多相流动测量应用研究进展进行分析和综述 ，并对今 后发展进行展望。粒子 成像测速技术、激光 多普勒测速仪 、相位多普勒风速计等 已成为多相流 动参数测量的有效工 具 ，激 光诱 导 荧光技 术在 工程 多相 流 动相分 离领 域 应 用 前 景较 好 。 随着 对 多相 流 动 机理 认 识 的加 深 ，三维粒 子成 像 测速技 术 、全 息粒 子 图像 测速 技术 等将 是今 后 多相流 动测 量领 域发 展 的 热 点。 关 键词 ：激 光 ；多相 流 ；粒子 图像 测速 ；多普 勒效 应 中图分 类号 ：ＴＢ１２６ 文献 标识 码 ：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－５０７８．２０１６．０２．００２
水下多相流测量技术综述
海洋石油和天然气的储量惊人，开发潜力巨大[1]。
我国是海洋大国，海岸线长度1.8万公里，居世界第四位，大陆架面积位居世界第五，海洋石油和天然气储量丰富。
我国海洋石油天然气勘探主要集中在渤海、黄海、东海和南海北部大陆架。
根据中海油总公司报告资料，仅南海盆地群的石油地质资源量就达到230亿至300亿吨，天然气总地质资源量约16万亿立方米，约占到中国油气总资源量的三分之一左右，其中70％蕴藏于深海区域。
多相流测量是水下油气作业中必然面对的难题。
深水油气开采技术难度大、成本高，水下油、水、气多相流测量技术是海洋油气田开发过程中，尤其是深水作业中必不可少的技术需求。
一、水下多相流量计发展概况多相流是一种复杂的流动现象，普遍存在于能源、水力、化工、气象、航天等诸多领域，如何对多相流进行有效的监测一直以来都是学界的一个技术难题。
多相流的发展史可以追述到19世纪70年代，直到20世纪40年代两相流一词始见诸文献。
1974年《国际多相流杂志》创刊，1982年多相流手册出版，逐渐形成了一门独立的学科[2]。
经过近40年的发展，对多相流的研究已经取得了一系列颇具意义的进展，尤其在多相流测量领域，已经出现了一些较为成熟的计量仪器，并成功应用于工业生产，取得了较为显著的经济效益[3]~[6]。
水下多相流量计的出现是为了解决传统测量方式的不足。
在水下多相流量计出现以前，水下多相流测量多依靠将油井产物通过测试管线引至平台测试分离器或多相流量计进行油、气、水流量的测量。
这种方法由于需要单独的测试管线，投入巨大，同时也带来了操作困难[7]。
水下流量计的出现，使得水下单井产量的连续、实时测量成为可能，极大地改善了测试数据的准确性和时效性，对于生产动态监测、油藏管理优化和流动保障具有重要意义。
由于多相流测量本身难度较大，加之水下特殊的应用环境带来的挑战，目前世界上只有Schlumberger、Emerson、FMC、Pietro Fiorentini等少数几家国外公司具备水下多相流量计的设计、制造和安装技术，国内公司虽然在地面多相流计量领域已经实现商业化多年，但水下多相流量计的研究还处在起步阶段。
多相流监测技术进展
技术创新41多相流益测技术进展◊西南石油大学石油与天然气工程学院张小弩流动结构特征是多相流流动 分析的基础，其中波浪形态和分 散液滴尺寸的测量准确测量对于 持液率、摩阻参数的计算具有重 要意义。
本文详细介绍了目前广 泛应用的探针法、高速成像法、超声波衰减法、光衍射法、库尔 特法的测量原理及适用条件。
未 来多相流监测技术将应当融合人 工智能、机器学习等最新科技成 果，同时基于大数据分析，以实 现对不同场合多相流波形结构以 及液滴和气泡分布的高效准确监 测。
1引言多相流系统广泛存在于化工、石油、能源、航天、冶金等各个工ik领域。
多相 流流动中相界面在空间和时间上的分布特 征，称为流型，或者流态。
流型是多相流 各种流动中最本质的特征，其他的各种流 动特性，流动参数等往往都受到流型的影 响。
多相流流型复杂多变，受到流童、分相含率、容寸、壁面材料、讓角度以及流体物性参数等各种因素的影 响，其准确测童对于流动分析具有重要意 义。
早期的油水两相流研究中的流型识别 中主要采用目测法，目测法识别能力差，难以对多相流分布进棟化分析。
随着科 学技术的发展，新的测量技术不断浦现。
本文介绍了现阶段国内外采用的主要液液 两相流监测技术。
2多相流监测技术2.1探针法探针法是利用电极传感器对多相混合 物的局部电导率进行测量。
图1和图2展示 了用于测量管道多相流的电导探针构成。
利用电导探针测置气泡直径比较准确，应 用比广泛。
用于测量油水两相分散流的液 滴，当油品粘度不大、液滴密度较小时，测置比较准确；当油品粘度较大时，油相 ^«1十头^^上部，导财相经过时无法识别。
因此，双头电导探针 用于测置油水两相分散流液滴时存在一定 的局限。
此外，电导探针测试属介入式测 量，会干扰流体的流动而引起测量误皆|。
图1电导探针局部高速成像种传统的流动_测童手段，它主要利用照相机、髙速摄像机、内窺齡照相设备，采用取样觀显微镜等辅助手段来采集液滴和波形照片，并用图像处理软件对液滴和波形成像进機计处理，从而得到粒径尺寸，職和分布情况。
国内外多相流计量技术的发展
国内外多相流计量技术的发展摘要伴随着石油工业的不断发展，石油的开发已由较容易开发的内陆地区向深海及沙漠地区发展，并孕育出了管道多相流的输送技术.本文就今年来多相流计量技术的发展作了简单的归纳.关键词多相流；计量技术；流量计60年代开始人们就对多种存在形式的流体在同一输送管中的输送状态作了研究，由于当时工业水平的限制，多相流输送技术一直存在缺陷，其中最为核心的是多相流的计量技术。
近年来，随着计算机技术的快速发展，以油气水混输技术为代表的多相混输技术不断发展，多相流的相关测量技术得到了极大的进步，因而可以使该技术能够在目前的生产中应用。
加之目前油田开发逐步进入海洋，又使得该技术有了更为广阔的应用空间，同时也促进了该技术的发展。
国内外公司相继投入大量的资金研发多相流计量计，并广泛的实验与应用。
多相流的技术发展，实现了进口原油的多相流计量，与传统的分离计量相比，有了极大的提高。
这一技术实现了油田井口计量技术里程碑式的改进。
传统分离计量设备需要极大的投资，通过改进后的技术，可以实现设备的小投入，带来了可观的经济效益。
在沙漠和深海的油田开发中，由于其具有工艺简单，计量精确的特点，更容易产生经济效益，故而应用也更为广泛，所以本文在这里简要介绍了国内外多相流计量技术的发展历程，并就现在多相流测量技术的发展作了简要的介绍。
1多相流计量技术现状多相流的测量技术在开发上面也有很多的技术难题，不少的研究机构和厂家在研究整个测量流程的时候都或多或少的遇到了各种各样的难题，但每个厂家均在其自己研究的产品上获得了突破，解决了相应的技术难题。
比如利用小型取样分离技术的多相计量系统，在测量的过程中就会遇到原油起泡的问题，如果分离器内的气液分离效果不好，含水量的测量值就会不精确，甚至出现较大的偏差，多相流计量机的性能也会受到影响。
而采用微波、电感和电容技术实现多相流测量的流量计，它又只有满足在油连续相乳化液的流型的条件下才能使用，假如流体中的必要的特征出现变化或是不存在，往往会影响测量的精度出现大幅度的改变。
油气水多相流测量技术的研究的开题报告
油气水多相流测量技术的研究的开题报告一、研究背景随着能源需求的不断增长，油气开采日趋复杂，多相流测量技术也成为了研究的热点之一。
多相流是指在同一管道或介质中同时存在液态、气态和固态多种相的流动，这种流动具有复杂性、不规则性和不稳定性，使得多相流测量成为了一项具有挑战性的技术。
油气水多相流是多相流测量技术应用的重要领域之一，由于不同相之间的特性不同，传统的单相流测量技术难以准确测量油气水三相的流量和比例。
因此，油气水多相流测量技术的研究对于油气开采具有非常重要的意义。
二、研究目的本研究旨在针对油气水多相流测量技术的难点及其在油气开采中的应用，开展相关研究，探究多相流测量技术的发展现状与未来发展趋势，以期为油气开采技术提供有效的支撑。
三、研究内容1. 油气水多相流测量技术的原理及分类2. 多相流测量技术的应用现状及发展趋势3. 多相流测量技术的关键问题和研究进展4. 基于图像处理的多相流测量技术研究5. 基于声波传感器的多相流测量技术研究6. 基于质谱分析的多相流测量技术研究四、研究方法1. 文献综述法：通过查阅相关文献，了解多相流测量技术的原理及其应用现状，了解国内外多相流测量技术的研究进展和存在的问题。
2. 比较研究法：在多种多相流测量技术中，选择图像处理、声波传感器和质谱分析技术进行比较研究，探究各自的优缺点及适用范围。
3. 数据统计法：通过现场实验和样本数据分析，建立多相流测量技术的模型，并对实验结果进行数据分析和统计，验证研究成果的可靠性。
五、预期成果1. 系统掌握油气水多相流测量技术的原理及不同分类方式。
2. 对多相流测量技术的应用现状及发展趋势做出准确评估。
3. 对多相流测量技术的关键问题和研究进展做出系统总结和分析。
4. 各种多相流测量技术的优缺点进行全面比较，并掌握各自的适用范围。
5. 建立多相流测量技术的模型，对实验结果进行数据分析和统计，验证研究成果的可靠性。
六、研究意义本研究的结果将有利于优化油气开采工艺，提高油气生产效率和资源利用率，为油气行业的创新发展提供良好的技术支撑。
0071.分流分相式多相流量计研究进展
分流分相式多相流量计研究进展摘要：分流分相多相流量测量方法是新一代在线多相流量测量方法，分流分相式多相流量计具有体积小、精度高等优点。
通过从被测主流体取样分流出一部分气液混合物，分离后采用单相仪表测量取样流体流量，然后根据取样流体与主流体的比例关系获得被测流体流量。
分流分相测量方法成功的关键在于设计合适的分配器，保证取样流体和被测流体之间具有确定的比例关系。
目前已经开发出了三通管型、取样管型、转鼓型、转轮型、旋流型管壁取样器等取样分配装置，其中，旋流型管壁取样器通过多孔取样和流型整改保证了取样的代表性，无运动部件、取样孔不易堵塞，非常适合海上油气田的开发。
关键字：分流分相多相流流量测量分配器近年来，石油价格上涨、能源紧缺问题日益突出，各国都在加大对海上油气资源的开发，对多相流量的计量需求也更加迫切。
传统的多相计量装置价格昂贵，体积庞大。
海上油气田开发由于受平台空间的限制，要求开发出体积小、质量轻、精度高、可靠性好的多相计量装置。
本文对目前采用的多相流量测量方法进行了分析评价，介绍了分流分相多相计量这一新型多相流量测量方法，并对近年来的研究进展进行了回顾。
1 多相流量计量方法分类多相流量测量方法按照是否分离以及分离的程度一般可分为完全分离、不分离、部分分离3种类型。
完全分离法采用三相分离器将多相流体分离成油相、气相和水相，分别采用单相流量计测量各相流量，气、液相能实现完全分离，测量不受多相流波动的影响，精度高，缺点是分离设备体积庞大，价格昂贵，在很大程度上增加了油田的开发成本；不分离式多相流量计是在对多相流体不作任何分离的情况下实现油、气、水三相计量，其技术难度主要体现在油、气、水三相组分含量及各相流速的测定，不分离计量方法不需要分离设备，体积小，但测量受流体波动的影响，精度低；部分分离方法的原理是首先采用预分离装置将气、液二相分离成以气相为主（高含气率）和以液相为主（高含液率）的2股流体，然后再利用较成熟的二相流仪表分别测量，最后将2股流体重新混和，该方法缩小了流过测量仪表的二相流组分变化范围，同时也降低了流动的不稳定性和测量信号的波动性，虽然在一定程度上缩小了计量分离器的体积，并降低了二相流测量的难度，但未能将气液混合物完全分离，故实际上对提高测量精度的作用是有限的。
多相流检测研究进展
工 业 技 术113科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI：10.16661/ki.1672-3791.2017.27.113多相流检测研究进展邢天阳(东南大学吴健雄学院 江苏南京 211189)摘 要：流体的多相流动广泛存在于多个领域，如动力、石油、化工等。
多相流检测一直是流体测量领域的一个难点。
本文分析了多相流体的流动特征，说明工业检测多相流的困难所在。
本文介绍了现阶段多相流流体检测现状，详细介绍现阶段较为成熟的工业多相流检测手段、说明其检测原理并分析各自的优缺点。
主要介绍过程层析成像技术理论以及过程层析多相流基本原理以及结构组成。
由此分析并提出多相流检测今后可能的发展方向。
关键词：多相流 过程层析成像 发展趋势中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2017)09(c)-0113-02现阶段，多相流检测技术需求最大的石油工业。
国内外是由工业经过几十年的发展，现阶段的研究重点转移到了研究高含水率的油、气、水多相流量计。
但是目前，世界大部分油井尚未到达高含水率开采阶段。
不可否认，高含水率多项流量计是未来的发展趋势，具有重大的研究价值。
本文所研究的多相流检测技术以油、气、水多相流的流量测量为主要研究对象。
1 多相流的特征多相流是指含有两项及两项以上的物质或者相的流动，多项流动的主要特征有以下几个方面，第一，不均匀速度，相间速度不均匀；第二，相不稳定，多相流的相界面的时空不稳定；第三，特性复杂，多相流的特征参数比单项流动要多。
多项流动检测困难之处体现在：第一，非均匀混合，各相有趋向分离的趋势；第二，不稳定流动，相间存在相对速度，相界时空不稳定；第三，不规则混合，混合结果没有规律性。
第四，各相之间存在相互作用。
例如气体在液相中被吸收等。
第五，流动形态较为复杂，表征多相流的特征参数较多。
2 多相流检测现状从检测模式分类，现阶段检测多相流方法主要有分离式检测法、部分分离式和不分离式检测法。
在线多相流量计测量技术研究
的传 感器 ， 别检 验 多 相 流 相 分 率 和相 空 间分 布 等 分 变 化 的随机 流动 噪声 信号 。根 据相 关技 术确 定上 下 游 噪声信 号 的渡 越 时 问 ， 即可 求 得 相 关速 度 。多 相
同 ， 相 的线性 吸收 系数 变化很 大 。 水 １ ２ 电法 测量 相分 率技 术 ．
数 ） 量 ， 须 用 高 低 双 能或 多 能 ７密 度 仪 确 定 气 参 必
相 、 相和水 相分 率 。 油
多 能 ７密度 仪是 新 近 发 展 起 来 的 ， 利 用单 能 它 ７ 度仪测 量 含气 率 、 能 ７密 度 仪测 量 气 油 水 相 密 双 分 率 的原 理 ， 增 加 一个 不 同 能级 的 ７射 线源 或 Ｘ 再
多采 用文 丘利 管法 测量 均相 混合 物流 速 。分相 流测 量 法根据 测 量原 理 的不 同 ， 主要 有相 关法 、 流法 和 节
容积 法 。 ２ １ 相关法 ．
两 相混合 物 的密 度 ， 而确 定气 相分 率和液 相 分率 。 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 在油 气水 三相 流 中 ， 增加 了水 相 分率 （ 即含 水体 积分
曹 学文 林 宗虎
西 安 交 通 大 学 ， 安 ， １０ ９ 西 ７０４
耿艳 峰
寇
杰
石 油 大 学 ， 东 东 营 ，５ ０ １ 山 ２ ７ ６
摘
要 多相流 量计 分别 通过 对相 分 率和 流速 的测 量 实现 油 气 水流量 计 量。 阐述相 分 率测 量原理
和流速 测 量原理 ， 分析 多相流 量计 测量 相对 不确 定度 。通 常 多相 流量计 标 称 不确定 度 小 于 ±１ ％ ， ０ 满足 油 气田 井 口计 量的精 度要 求 ， 不 同的流 量计 有其 各 自的适 应工 作 范 围 ， 但 必须根 据 现场 工 况进
多相流应用研究及发展
多相流应用研究及发展多相流是指两种或两种以上的物质在同一空间同时存在并相互作用的现象。
多相流在许多工程领域中具有重要的应用，如石油工程、核电工程、食品加工、化工过程等。
随着科学技术的进步和对能源和环境的关注，对多相流的研究和发展越来越重要。
一方面，多相流的研究对于解决现实工程问题具有重要的意义。
例如，在石油工程中，油、气和水的多相流动是油田开发和油藏评价的基础。
研究油水两相流的相态转变、流动行为和传热传质特性，可以有效提高石油的采收率和开采效率。
在核电工程中，多相流的研究对于核反应堆的安全性和热工性能具有重要的影响。
深入研究核燃料的熔融、汽化和冷却剂的流动行为，可以提高核电站的安全性能和热利用效率。
另一方面，多相流的研究也为理论物理和数值计算方法的发展提供了重要的挑战。
多相流中的相态转变、界面行为和相互作用等问题是多尺度、多相场的耦合问题，需要利用各种物理模型和数值方法进行研究。
例如，界面跟踪方法、分布式参数模型、多尺度建模等方法的发展，为多相流的数值模拟与预测提供了新的思路和途径。
同时，多相流的实验和观测技术的进步，如高速摄影、瞬态测量、成像技术等，为多相流的研究提供了新的手段和工具。
在未来的研究和发展中，可以进一步深入探索多相流的基本特性和物理机制。
例如，研究气固多相流的颗粒运动性质和流动行为，可以为固体颗粒的输送和分离提供新的方法和技术。
研究气液多相流中气泡和液滴的动力学行为和相互作用，可以为气泡和液滴的形成、破裂和运动提供理论依据和数值模拟。
此外，还可以研究多相流中的相变现象和相态传递机制，如汽化、凝固、结晶等，以及相互耦合的热、质、动特性。
通过研究多相流的基本特性和物理机制，可以为多相流的控制和优化提供科学依据和工程方法。
总之，多相流应用的研究和发展是一个复杂而丰富的领域，涉及到物理学、流体力学、热力学、传热传质等多个学科的交叉与融合。
通过深入研究多相流的基本特性和物理机制，可以解决现实工程问题，并促进科学技术的进步。
多相流超声测量的关键技术与应用前景
多相流超声测量的关键技术与应用前景多相流是流体力学领域的重要研究对象，其涉及的物理现象极为复杂，因此对其进行可靠准确的测量一直是科学家们关注的焦点。
而超声测量技术作为一种非侵入式的测量技术，近年来得到了广泛的应用和发展，特别是在多相流领域中，其应用前景更是不可限量。
本文将对多相流超声测量技术的关键技术和应用前景进行详细的探讨。
一、多相流超声测量技术的关键技术1. 压电传感器在超声测量中，压电传感器是最常用的传感器类型之一。
其主要原理是利用压电效应将机械能转换成电能或反之，从而实现声波的发射和接收。
对于多相流介质的测量，常使用的压电传感器是圆柱形和矩形形状的传感器。
圆柱形传感器具有结构简单、易于制造、衰减小等优点，但缺点是较难保证较高的灵敏度和频率响应；而矩形形状的传感器则具有较高的灵敏度和频率响应，但制造和安装较为复杂。
2. 多通道信号处理系统超声测量技术需要采集和处理多维数据，因此需要一个多通道的信号处理系统。
该系统可以将超声信号采集、处理、分析和显示，从而实现对多相流介质的准确测量。
目前多通道信号处理系统可以使用基于DSP和FPGA的数字信号处理器，以实现高速的信号处理和实时数据传输。
3. 显微成像技术显微成像技术是超声测量技术中的重要应用之一。
其主要原理是通过光学显微镜观察样品的微小变化，以实现对多相流介质的结构和组成的测量。
目前常用的显微成像技术包括激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜和光学立体成像等。
二、多相流超声测量技术的应用前景1. 化工、环保和食品工业中的应用多相流测量技术在化工、环保和食品工业中都具有广泛的应用前景。
例如，在化工行业中，通过测量透明管中的多相流介质的分布和成分，可以实现对反应器的控制和优化；在环保行业中，可以利用超声波实现对水质的测量和监测；在食品工业中，超声波可以有效地检测食物中的异物和缺陷。
2. 生物医学领域中的应用超声测量技术在生物医学领域中的应用也十分广泛。
化学工程中的流体力学研究进展
化学工程中的流体力学研究进展在化学工程领域，流体力学的研究一直占据着至关重要的地位。
流体力学的原理和方法广泛应用于化工过程中的物料输送、混合、分离、传热和反应等多个环节，对优化化工生产流程、提高生产效率、降低能耗和保障生产安全具有重要意义。
近年来，随着科学技术的不断发展和跨学科研究的深入，化学工程中的流体力学研究取得了显著的进展。
一、多相流研究的新突破多相流是化学工程中常见的流动现象，如气液两相流、液液两相流和气固两相流等。
在过去，对多相流的研究主要集中在宏观流动特性的描述和经验关联式的建立。
然而，随着计算流体力学（CFD）技术和先进实验测量手段的发展，对多相流的微观机制和复杂界面行为的研究取得了新的突破。
例如，通过高速摄像和粒子图像测速（PIV）技术，可以实时观测到气泡和液滴的生成、聚并和破碎过程，揭示了多相流中相间传质和传热的微观机制。
同时，基于格子玻尔兹曼方法（LBM）和相场模型等数值方法，能够对多相流中的复杂界面变形和流动进行高精度模拟，为多相流反应器的设计和优化提供了有力的工具。
此外，多相流在微尺度和纳米尺度下的研究也逐渐受到关注。
微流控技术的发展使得对微尺度多相流的操控和应用成为可能，如微乳液的制备、微化学反应器的设计等。
在纳米尺度下，多相流的界面效应和量子效应变得显著，对其研究有助于开发新型纳米材料和纳米流体。
二、复杂流体的流动特性与应用复杂流体是指具有非牛顿流体特性的物质，如聚合物溶液、悬浮液、液晶等。
这些流体的流动行为与牛顿流体有很大的不同，其粘度、弹性和屈服应力等特性随剪切速率和时间的变化而变化。
在化学工程中，复杂流体的应用越来越广泛。
例如，聚合物溶液在塑料加工、纤维纺丝和涂料涂装等过程中起着关键作用。
对聚合物溶液流动特性的研究有助于优化加工工艺，提高产品质量。
近年来，对复杂流体在非稳态流动和受限空间中的流动行为研究取得了重要进展。
通过流变学实验和数值模拟，揭示了复杂流体在启动、停止和周期性剪切等非稳态条件下的结构演化和应力响应。
超声波多相流测量技术的研究及应用
超声波多相流测量技术的研究及应用随着科技的不断发展和进步，测量技术也获得了前所未有的提升和创新。
其中，超声波多相流测量技术可以说是近年来备受关注的一种新型测量方法。
在不同领域的应用中，该技术已经显示出了其独特的优势和潜力。
本文将就超声波多相流测量技术的研究与应用领域进行简要介绍。
一、超声波多相流测量技术的概述超声波多相流测量技术是一种测量多相流中气泡、液滴、颗粒等固液气等不同物质间的相对速度、体积分数、物质浓度等物理和化学参数的方法。
该技术通过探测物理量的变化，如声速、衰减、反射等变化，实现对多相流介质的测量。
超声波多相流测量技术的测量原理主要是通过超声波在介质中的传播速度、衰减和反射等定量特性来实现多相流测量。
超声波的特性是介质的声速、频散、吸收、散射，因此，对于介质中不同物质组成的特性表现也不一样。
通过检测超声波的传播速度、衰减和频率，可以推断出流体材料的运动情况，从而定量分析气泡、液滴的体积分数及其尺寸分布，颗粒、浓度等参数。
二、超声波多相流测量技术的研究成果超声波多相流测量技术的研究始于二十世纪上半叶，但直到近年来，随着高速数字信号处理技术与超声波多相流测量技术的结合，研究才有了突破性的进展。
近年来，国内外学者在该技术方面取得了许多成果。
在应用方面，超声波多相流测量技术在化工、石油、生物医药、环保等各个领域都有广泛的应用。
如在化工领域中，超声波多相流监测技术可以进行催化反应进程、气泡的形态和大小、气泡上附着物的形态等的研究；在石油领域中，该技术可以用于油水混合物的浓度及其分布，研究其流动性能和行为规律；在生物医药领域中，可以应用于癌症细胞的检测、细胞培养的测量、药物释放效果的检测等方面；在环保领域中，可以用于水池中的气泡、颗粒、沉积物、底泥的监测等。
三、超声波多相流测量技术的应用案例在工业实践中，超声波多相流测量技术已被广泛应用于不同的领域。
以下是该技术在石油领域、化工领域和生物医药领域的应用案例。
多相流应用研究及发展
多相流应用研究及发展多相流是指物质在其中存在两种或两种以上的相，如固体、液体、气体等，同时存在并相互作用而形成的混合物流动。
在工业领域和日常生活中，多相流的存在是普遍的。
例如，汽车的燃烧过程中，空气和燃料的混合物是一种多相流；冷藏食品在冷库中流动是液体-气体两相流；炼油厂的防止腐蚀过程也是一种多相流。
多相流的研究和应用非常重要。
在化工、石油、制药、环保等领域，多相流是关键的研究方向之一。
通过对多相流的研究，可以有效地控制和改善流体的运动、传热、反应和质量转移等过程，提高工业生产的效率和质量。
本篇文章将探讨多相流应用研究和发展的现状和未来。
多相流的基本研究多相流的基本研究包括单元操作的数学模型、实验方法和计算机模拟。
数学模型是在多相流研究中必不可少的一部分。
通过建立多相流的基础方程组，如连续方程、动量方程、能量方程和质量转移方程等，可以描述多相流的运动规律和物理过程。
各个方程之间的耦合关系和反馈效应则处于研究范围之内。
一流模拟软件的发展，比如现在非常流行的 Fluent、STAR CCM+等工具，将公式繁杂的多相CPU计算变为了“类似玩游戏”的操作，提高了计算效率，模拟结果更为准确。
实验方法是多相流研究的重要手段之一。
实验方法包括在实验室或现场进行的物理实验和对现有的数据进行分析和处理。
在实验室实验中，多相流的各个参数可以被测量和记录下来，从而进一步分析流体的运动和相互作用过程。
但是，实验手段有时也会受到设备和环境的限制，不便于进行长时间、大规模的实验。
计算机模拟是一种相对便捷、快速、高效的多相流研究方法。
通过计算机模拟，可以模拟多种多相流和模式，以大大延长多相流的研究范围和解决更多的实际问题。
计算机模拟也可以筛选和调整实验条件，以实现对实际情况的合理分析和反馈。
多相流应用和发展多相流的应用领域非常广泛。
在化工、石油、制药、环保等领域都有着广泛的应用。
这里仅举几个例子：石油炼制：多相流在石油炼制中应用广泛。
多相流动测试技术的研究动态
多相流动测试技术摘要：多相流现象广泛的存在于自然界和工业、农业、国防、环保等各个领域，多相流技术已渗入到我国国民经济建设的各行各业，并在一些领域成为关键性技术和尖端技术。
本文详细介绍了国内外多相流测试技术发展现状，将现有技术进行分类，并介绍了近代新技术中广受关注的激光技术、太赫兹技术、过程层析成像技术。
关键词：多相流动；分类；测试技术Multiphase flow measurement technology Abstract: Multiphase flow phenomenon exists widely in nature and various fields， such as industry, agriculture, national defense, environmental protection, and have penetrated into all walks of life to the construction of the national economy, and in some areas to become key technology and cutting-edge technology. In this paper, introduces the developing situation of it in home and foreign, classify it, and emphatically introduced new technology which wide attention, such as laser technology, terahertz technology, process tomography technology.Key words:Multiphase flow; classify; measurement technology1.引言相的概念通常是指某一系统中具有相同成份及相同物理、化学性质的均匀物质成份，各相之间有明显可分的界面。
多相流体力学的研究进展
多相流体力学的研究进展近年来，多相流体力学已经成为了流体力学领域中一个备受瞩目的研究领域。
它研究的是由两个或两个以上物质组成的流体系，并探究了这些多相流体在不同条件下的运动规律、物理现象和应用。
这一领域的研究对于工业制造、环境保护和天然资源开发等方面都有非常重要的意义。
多相流体力学的研究进展是目前学术界和工业界非常关注的话题，很多研究小组和学者都投入了大量的时间和精力来深入探究这一领域。
其中的重要进展和突破主要包括以下几个方面。
第一，数值模拟技术的提升。
数值模拟是多相流体力学研究的一项非常重要的手段，可以通过计算机模拟在不同条件下多相流体的运动轨迹、分布规律以及相互作用等信息。
近年来，随着计算机硬件性能的不断提升以及数值算法的不断改进，多相流体力学数值模拟正变得越来越准确和可靠。
例如，离散元法、颗粒流法、边界元法、体积法和有限元法等方法都被广泛用于多相流体力学的研究中。
第二，实验技术的发展。
实验方法是多相流体力学研究无法替代的另一种手段。
实验可以用于验证数值模拟结果的准确性和稳定性，同时也可以用于研究多相流体在不同实际条件下的物理现象。
近年来，许多实验技术的改进和发展使得多相流体力学的实验研究取得了非常重要的进展。
例如，射流干涉、脉冲激光测速、热像仪和高速摄像机等技术已经被广泛用于多相流体力学的实验研究中。
第三，应用领域的扩展。
多相流体力学研究对于工业应用有着非常广泛的应用场景，尤其是在液化天然气行业、化工行业、石油开采和矿山工程等领域中。
近年来，随着新兴领域的不断涌现，多相流体力学的应用领域也逐渐扩展。
例如，在生物技术、环境保护和铁路交通等领域中，多相流体力学的研究也开始发挥着越来越重要的作用。
总的来说，多相流体力学的研究进展虽然非常快速，但仍有很多问题需要探索和解决。
例如，多相流体的粘度变化、界面液膜的稳定性、相互作用力的确定等方面都需要进一步深入研究。
相信随着新的方法、技术和理论的不断推陈出新，多相流体力学研究将会有更大的突破和进展，为工业和科技领域带来更为广阔的发展前景和应用前景。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
龙源期刊网
多相流测量技术的研究进展
作者：韩思奇朱少锋王涛邵欣
来源：《科学大众》2019年第10期
摘; ;要：多相流检测是当今石油化工领域流量测量的难点，文章介绍了当前常用的流量计类型和功能特点，结合流量计的使用详细描述了比较成熟的多相流检测技术，最后对多相流领域的测量技术发展进行了展望。
关键词：流量计;多相流;测量技术;发展趋势
1; ; 多相流介绍
拥有两种或多种物质或者不同的流动相的现象叫作多相流，多相流动满足以下几个不同的特点。
（1）含有多相且众多流体的流速不匀称。
（2）因具有复杂变化干扰时空相界面，所以多相流空间内不稳定。
（3）相间流体复杂多变，它的主要数据比单项流的各种参数更多变。
在各种石化能源的开采中，混输管路传输就是运用多相管道流动输送的[1]。
在工业生产与科
学研究中多相流的作用有着十分重要的意义，在输送管道、流化床、发电设备以及核反应堆中都有着广泛的应用，但由于涉及安全与经济问题，对其精确测量也对工程和科研人员提出了挑战[2]。
多相流是一门新兴学术课题，其出现与发展是建立在多种高等学术的基础上，其应用对于世界各国经济的发展有着长远的影响。
多相流广泛存在于十多个尖端科研技术部门[3]。
因为
其特殊而广泛的应用以及重要的理论和工程意义，多相流只用了短暂的几十年，便达到了其他很多技术难以达到的高度。
要进一步研发流动保护技术，就要对多相流技术的技术原理、动力特性、流型及流型转化模型有更加深入研发。
研究多相流就要对油气水各项性能指标检测技术有大量的科研考证，因为多相流技术的提升和进步离不开此技术，完善此项技术是化解石油项目产业中的多种流体流动的攻坚性题目。
2; ; 常用流量计介绍
2.1; 超声波流量计
超声波流量计是一类特殊的仪器，它用非接触的方法测量通过的物质流量，各种导电和非导电流动体的流量都可用它测量。
因为超声波在物质中传递时可以承接物质速度的信息，所以利用发出、回收和分析通过物质的超声波便可以测量物质的流量。
非接触式测量的优点让很多其他流量计黯然失色，与常见的流量计相比，超声波流量计安设与维护方便、工作性能出色、非接触式的测量更加安全、通用性能好、结构简单、自动化程度高、能源消耗小等。
然而，它也有不足之处，与其他所有的流量计一样，超声波流量计的准确度会因为设备安设位置、流体。