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流动状态可视化测试应用《资讯》

发布时间:2020-08-17 14:04:36 阅读: 来源:阳离子咪唑啉厂家

2017-01-20 16:44:58来源: 贤集网

工业过程中的多相流动过程具有多样性的特点,因此应根据被测流体的材质(密度比、黏度比等,)、相含率以及流速等特点选取不同的流动成像模态进行组合,以实现比单模态测试方法更高的精度和更宽的测试范围。

油-气-水多相流广泛存在于石油、化工等工业过程中,且其流动状态具有明显的瞬态变化特性,因此采用流动成像技术可获得油-气-水多相流过程的可视化监测。油-气-水多相流包括气-液(油或水)两相流、油水两相流以及油-气-水三相流,采用多模态流动成像技术,可在获得被测过程介质分布图像的同时,计算多相流相含率与流速等参数,实现复杂流动过程的可视化测试。

在气-液两相流中,气-液相介质具有较大的密度差和介电常数,因此通常选用对密度敏感和对电学参数敏感的流动成像模态。例如γ射线与ECT双模态流动成像技术,利用ECT从介电常数角度获得气-液分布信息再结合γ射线从密度角度获取气-液分布信息。采用数据融合方法将以上冗余信息进行处理,可最终获得更准确的气-液两相流分布,进而利用像素阈值法计算出两相流的分相含率;或者利用ERT/ECT双模态电学流动成像技术分别获得连续相为导电或非导电条件下的气-液两相流中的水相分布。此外,也可利用UTT/ERT双模态流动成像技术,利用UTT获取气-液边界信息作为ERT重建算法的先验信息,提升图像重建的精度。

在油-气-水三相流的流动成像中,使用ERT/ECT/γ射线多模态流动成像技术,利用电学方法获得高电导率/高介电常数的水相分布,利用γ射线的衰减特性获得低密度的气相分布,通过数据融合最终获得三相分布信息。与此类似,可采用ECT/超声多模态流动成像方法,利用电学流动成像技术获取水相分布,利用超声流动成像技术获取气-液(油-水混合物)界面分布信息,再通过数据融合实现三相流相分布。此外,利用超声能量衰减与声速变化,再与ECT测试数据进行融合,可获得油-气-水分层流动的可视化重建。

气-固两相流是另一种被科学研究与工程应用关注的多相流动过程,广泛存在于化工、发电等过程,如煤化工与锅炉燃烧等。气-固两相流的流动可视化重建过程的难点在于固态颗粒的尺寸较小,且流速较快,因此气-固流动成像主要为了获得固相颗粒的分布位置。在气-固流动成像中使用较多的是ECT,然而ECT的空间分辨率较低,因此Dyakowski等人利用γ射线与ECT双模态流动成像技术,通过采用一种图像重建融合算法,同时获得γ射线的高空间分辨率与ECT的高响应速度。此外,利用气-固流动中颗粒碰撞产生的静电效应,可采用静电流动成像EST与ECT相结合的方法,同时获取颗粒所带电荷分布与颗粒介质分布信息,通过信息融合提升图像重建效果。

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