导致进入分流回路的气量增加，假设增加数值为主管气量的倍，即此时，分流回路的气量为，从而气相分流系数反映了没有液相时单相气体通过分配器时的分流系数，从式知其值是个常数。反映了由于主管中液相存在而导致的气相分流系数的增加量，与主管液相流量大小有关。因此，为了方便起见，气相分流系数可以写成上式显示，气相分流系数随液相流量变化而变化。这是由于随着液相的加入，两回路的阻力失去对称性引起的，这种不对称性越大，气相分流系数的变化幅度越大。因此在分配器设计时应该尽量使两回路阻力特性接近对称。第章旋流型管壁取样分配器实验第章旋流型管壁取样分配器实验实验系统为了能够获取准确可靠的实验数据，本文是在大型多相流实验环道上进行了相关的气液两相流流动实验，通过实验设备测得主管与支管的气液两相流量，计算其分流系数。实验环道图多相流实验环道图为整个实验环道的布置图，环道采用英寸不锈钢管焊接而成，全长，管道内径为。实验环道布置在的场区中，为尽可能减小弯管对气液相流动的影响，弯管曲率半径尽可能大。根据场地情况，设计的弯管曲率半径不小于。环形管道的设计工作压力为，从而实现实验所有流型的目的。气液相供应系统实验用气由型压缩机供给，最大供气压力，最大供气量为。压缩机出口分别连接有和的气体储罐，以平衡压缩机排气的波动。液相采用水，由清水离心泵供应，清水离心泵供液量为。离心泵的电源上安装有变频器，通过调节电第章旋流型管壁取样分配器实验源频率改变泵的转速，从而调节排量。入口混合器为了保证气液能够很好的混合均匀，气液混合点前的管路内设置水平挡板，挡板长。这种设计减小了两相之间的影响，也使得气体流量的波动大为减小，气体流量波动在范围内。气液相控制与计量实验装置要求液相流量范围，气相流量范围。气液两相流量均采用气动调节阀控制，该调节阀选用的是美国系列调节阀。本实验选用的气相流量计为量程的，气体流量的密度通过测量当地温度和压力间接获得，温度采用温度传感器采集，压力通过压力传感器测的。本实验选用量程的的质量流量计。标况下的气体流量通过测量当地温度和压力间接获得，温度采用温度传感器采集，压力通过压力传感器，测的流量信号全部送入工控机，可以进行实时监测和控制。对于分流体的气相流量的测量是采用涡街流量计测量，分流体液体流量通过体积法法测量。主要实验装置本实验采用的是旋流型管壁取样分配器，如图所示，计量分流体气相和液相流量采用了如图的计量分离器。为使气液初步分离，分离器入口倾角设计为度。分离器长，直径，并在气体出口管线连接处增加了层滤网，用来捕集没有分离出的小液滴。测量分流体气体流量通过涡街流量计测量，液体流量采用体积法。气液第章旋流型管壁取样分配器实验图测量分离器结构图实验方法本实验主要研究不同气液流量下对旋流型管壁取样分配器的分配特性进行实验研究，实验方法如下实验开始前，对设备进行试压检查标定和校核，使其性能达到要求后接入实验系统。调试实验系统及所有的测试仪器，如调节差压变送器和压力传感器的量程。实验时启动工控机，设置平台必需的些参数，选择气量和液量，设置终端捕集器的液位启动高速数据采集系统，待流动稳定后开始采集数据。利用气动调节阀通过工况机将气液两相的流量调节到工况设定值，保证旋流叶片后的取样段为环状流，同时确保整个实验系统的正常运转。每种工况稳定后，利用采集所需的数据，采集时间为分钟，同时采用体积法测量分流出液体的流量。方法为每隔分钟记录次进入分离器液体的液位高度。在相同的工况下，旋转分流回路上的阀门增加分流回路阻力，工况稳定后开始采集数据，保持阀门开度不变，利用同样的方法测量多组数据，第章旋流型管壁取样分配器实验分析分流回路分流系数特性。实验内容表分配器分流系数实验工况气体流量分相液体流量阀门开度阀门开度阀门开度表采集数据主夜量采集值换算后液体体积流量值分气量采集值换算后分气流量工况本次实验液相介质选用的湿气双参数流量测量方法的探索与研究中国仪器仪表仲朔平，佟云宪，王文然利用孔板差压噪声测量汽水两相流清华大学学报自然科学版,,,,张修刚，苏新军，王栋，林宗虎流量计在油水两相流中的误差特性研究工程热物理学报，曹学文，林宗虎，黄庆宣新型管柱式气液旋流分离器天然气工业李守恒，杨励丹等电站锅炉汽水分离装置的原理和设计北京水利电力出版社，,王栋，林益，林宗虎利用型三通测量气液两相流体的流量和质量含气率热能动力工程，王栋，林益，林宗虎取样管型分流分相式气液两相流体流量计工程热物理学报王栋，林益，林宗虎转鼓分流分相式气液两相流体流量测量技术西安交通大学学报林宗虎管路内气液两相流特性及其工程应用西安西安交通大学出版社，梁法春气液二相流体取样分配器及其在流量测量中的应用西安西安交通大学能源与动力工程学院,王栋,张修刚,梁法春,等基于分时原理的多相流体比例分配方法工程热物理学报,梁法春,陈婧,王栋,扈新军分流分相式多相流量计研究进展石油矿场机械郑俐丹，赵宏等油气多相泵的最新研究进展水泵技术，水，气相选用空气。实验中主要进行了以下内容具体的实验工况参考表和表第章旋流型管壁取样分配器实验实验设备的调整。不同工况下分配器的分流回路中，气体分流量和液体分流量的测量。不同工况下对分流系数的对比分析小结本章针对实验对实验系统主要实验装置和实验方法做了详细介绍。对实验内容作了详细介绍，并列出了实验工况表和采集的数据。第章实验处理结果与分析第章实验结果处理与分析本文通过设定不同的气液流量，测定了分流体气体和液体的流量，根据实验结果分析了分流系数随工况变化的特点。分流系数实验结果与分析液相分流系数特性分析从下图可以看出分流体液相流量随主管液相总流量的变大而变大，成近似的线性关系。图中不同气体流量下斜率近似相等，说明两者之间的线性关系不随主管当中气体流量的变化而变化。分流体液相流量主管液相流量图分流体液相流量与主管总液相流量的关系图示出了旋流型分流分相式气液两相流体流量计的液相分流系数特性曲线。上述实验气相流量为和，液量阀门开度分别为和，因此测量了种工况的分流系数。由图可以看出，同气相流量下，分流系数与主管流量的关系近似第章实验处理结果与分析为水平直线，说明不同的主管液相流量下，分流系数不受主管液相流量的影响。图中最大的分离系数与最小的分流系数的差为，液相分流系数与主管气体流量关系较小。液相分离系数主管液相流量图液相分流系数与主管气液相流量的关系气相分流系数特性分析图为气相分流系数随主管气液流量变化曲线。从图中看出，气相流量对气体分流系数的影响不太明显，随气体流量的增大稍有减小，但是影响不大。而随主管液相流量的增大而增大，基本上成线性变化。这是因为当分流体在通过小孔时，在分配处造成了两回路的阻力特性的不对称性。不对称性越大，造成的气体分流系数的变化就会越来越大。与气相分离系数的公式相吻合。第章实验处理结果与分析气相分离系数主管液相流量图气相分流系数与主管气液相流量的关系小结本章对旋流型管壁八孔取样分配装置的分流系数特性进行了实验性的研究，通过研究得出以下结论取样段在环状流条件下，分流体液相流量随主管液相总流量的变大而变大，成近似的线性关系。分流系数不受主管液相流量的影响，气相流量对液相分流系数的影响不大。取样段在环状流条件下，气相分离系数随液相流量的增大而增大，基本上成线性关系。气体流量对气相分离系数的影响不大。第章总结第章总结分流分相多相流量计量是种新型在线多相流量测量方法,与常规多相计量方法相比,分流分相方法由于进行了分流取样,所需分离器的体积远小于完全分离方法,同时由于又进行了分相,气液相流量测量都在单相介质环境中完成,因此具有体积小精度高的优点,尤其适用于海上油气田的开发。保证取样流体的代表性是分流分相方法成功的关键环节,而保证取样代表性的关键在于选择合适的取样分配器。在现有的种取样分配器中,旋流型管壁取样分配器具有良好的环境适应性和稳定性,有望在海上油田开发中获得广泛应用。本文中提出的旋流型管壁取样法通过管壁取样孔从主管待测多相流体中分流出小部分多相混合物，通过小型单相流量计测量出各相流量的大小，然后根据分流体与被测两相流体间比例确定被测两相流体各相总流量。由于进行了取样分流同时又进行了分相，在提高测量精度的同时，大大缩小了介质的工作环境。测量精度不受多相流流动的影响，装置体积小测量精度高。本文在大型多相流实验环道上进行了气水两相流实验。通过实验分析了取样分配器气液分流系数的变化规律及影响因素。参考文献刘志刚工程热物理性质计算程序的编制及应用北京科学出版社，王东，王勇海底多相流计量技术国外油田工程，王栋，林宗虎分流分相式两相流体流量测量方法中国专利，王栋,林宗虎分流分相式两相流体流量计中国实用新型专利，,林宗虎气液固多相流测量北京中国计量出版社，王栋分流分相式气液两相流体流量计西安西安交通大学能源与动力工程学院，林宗虎，王栋，郑亦鹏孔板文丘里管组合式两相流体质量含气率计中国专利，韩书芳，李福凯，张涛，魏究中取得了较高的精确度和可靠性。主要研究内容本文是在以往研究的基础上，分析研究了几种分流分相式流量计