文档介绍：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-PhaseFlow)或多相流(MultiphaseFlow)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。垂直上升管中气液两相流流型(1)、泡状流(BubblyFlow):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。显然,此时气体为离散相,而液体为连续相。随着气速的增加,气泡尺寸会不断增大。(2)、段塞流(SlugFlow):在气泡流动中当气泡的浓度增高时,气泡聚合为直径接近于管内径的塞状或炮弹状气泡,气泡前端部分呈现为抛物线形状。在这些塞状气泡之间可带有小气泡的液团。当气泡快速上升时,液体在气泡与管内壁间的间隙中流动。(3)、混状流(ChurnFlow):当气泡速度进一步增大时,段塞流中的气泡速度也随之增加并产生破裂、碰撞、聚合和变形,与液体混合成为一种不稳定的上下翻滚的湍动混合物。此时气液两相界为离散相。(4)、环状流(AnnularFlow):液流沿着管道的内壁形成一层液体薄膜,而气流则在管道中央流动。这样,气液两相都变成了连续相。不过,在这种情况下,管道中央的气体通常还夹带着一些液滴一起流动。(5)、液丝环状流(Wispy-AnnularFlow):当气液两相流为环状流时,继续增加液相流量,管壁的液膜将加厚且含有小气泡,中心的液滴浓度增加,被中心部分气核从液膜带走的液滴在气核内形成不规则的长纤维形状[1]。水平管道气液两相流模型由于重力影响造成了水平管道内流动的不对称性,使得其与垂直管道流型有所不同,我们根据Oshinowo流型划分原则把水平管道中的流型划分六种,即泡状流、塞状流、分层流、波状流、弹状流、环状流。2两相流流型软测量方法综述许多研究者根据实验研究和理论推导得到了流型划分的流型图及流型转换判据,但由于实验条件限制,得到的结果通用性差无法实现流型参数的在线识别。在使用各种仪器设备对管道内的两相流体进行测量的过程中,人们可以使用观察法、高速摄影等方法直接对流型进行辨识,也可以通过对反映两相流流动特