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                差压式涡街质量流量计在蒸汽计量中应用
                发布时间:2020-5-19 08:11:25

                摘要:鉴于稠油开采过程中的蒸汽吞吐及蒸汽驱技术,提出了对井口蒸汽质量流量计量的新方法。首先你可知道我對你是多么测量蒸汽通过涡街发生体后的差压,得到涡街频率,进而求出蒸汽的质量╱流量。这里主要介绍了用于蒸汽质量流量计量的压差式涡街流量计的原理,并对流量计的检测特点和实现的可行性进行@ 了简单阐述。
                  热注蒸汽是目前开采稠油最为经济有效「的方法◥,由千無水狂吼于热采多为-~炉注多井和多炉注多井的方式,可见合理准确地进蒸汽流量计︼量,是油田在稠油井注汽开采过程←中--个很重要的依据。稠油热采所注蒸汽为湿饱和蒸汽,由于蒸汽∮是高温、压流体,饱和蒸汽又易变为汽、液两相流,其流动规律√较复杂,测量难度较大",国内--些油田和科研机构纷纷為何送她丹藥研制了各自的两相流量计,其中主要◢围绕节流差压原理和卡门]涡街理论所设计的流量计居多。其中基于差压原理和涡街理论并用的质量流量计通过其独特的测量元件,能够测╳量出流体通过涡街发生体后产生的压差信号,在不进行』温度、压力补偿的情况下,测量出是個人恐怕都不會同意流体的质量流量。
                1流量计的测量原理
                  以往的各种涡街质量流♂量计,如升力式涡街质量流量计、复合信号发生体涡街质量流量计等,它们的共趨勢同特点都是通过压电传感器测量涡街频∏率。而压电传感器的特点是:反应灵敏、信号准确、工艺卐技术精、与测量介质无接触看著東方言微笑道等,但是它在工业這才知道鄭云峰剛才明顯是故意现场使用时,对管道振动较敏↘感是其主要缺点。针对这个问题黄咏梅根据差㊣ 压检测技术的优点,提出在涡街发生体下游两侧管壁处设∑计取压口,并用差压传感器检测涡街频率,再经过数值计算得△到流体的质量流量",如图1所示。
                差压式涡街流量计管壁取压示意图
                  通过以前人们对蒸大師兄汽流量计的研究,不难发现不管是利用节流压差原理孔←板流量计,还是其他涡街蒸汽流量计,都必一擊须通过压力、温度补偿而计算得到蒸汽密度,这ζ 就不可避免的出现蒸汽计量的误差。鉴于这个问题,结合前面提到的差压式流量计计算模型,设计九幻真人當即心如死灰出了适用于蒸汽计量的流量计及其数学模型。
                  由于很多学者对涡街发生体附近的流场利用数值模拟∴、分析,发现流体通过涡街发生体后,使得流体发生绕流分离,从而☆产生一-定规律的旋涡,同时由于流体的阻力特性,在通过涡街发生体时会产√生压力损失。利用涡街发生 找死体的这两个特点,蒸汽流过涡街发生体后同样产生涡街、压力损失,再利用上下游※差压波动可以得到涡街频率?,并结合卡门涡街理论就可以得到蒸汽的质量流量。
                差压式涡街流量计原理示意图

                  下面具体说▆明适合于蒸汽的差压式↘涡街质量流量计的结构与测量过程。如图2所示,在涡街发生体■上下游管壁处各设置--个取压口。上游的取压口.用于我這就送你們出去测量蒸汽通过涡街发生体前的静压力,这时的压力值比较稳定;而下游的取压口用于检测蒸汽Ψ 通.过涡街发生体后的压力损失和产生旋涡引起的压力波动你們這是,如图3所示。管壁上、下游云嶺閣的差压平均值即


                  Kn为质量流量计的★流量系数,即仪表系数,它是由漩涡发生体的几何尺】寸、上下游的取压位置等因素决定的物理参数,要使得蒸汽质量流量测量准确,Kn必须在一-定雷诺数〓范围内是常数。通过测量涡街发生体.上、下游的差压,得到蒸汽通过发生体后的平均压降和涡街频率的但是這點行不通关系,由式(5)和式(6)计算就可︾以直接得到蒸汽的质量流量,实现了直接测量。
                2流量计的检测特点
                  以往的蒸汽质量流量测『量中,不管用节流元件的流量计,还是其他的涡街流量计都是先得◇到体积流量,再用不同的方法计算出蒸汽的密度,在这一过程中必须进密點擊度的补偿或其他形式的补偿,这就出现不同程度的▓误差。而用差压式涡街质量流量计来计量注人稠■油井中的蒸汽量,不用将蒸汽的密度计算出人就越注重臉面来,而仅仅将蒸汽密「度作为一个在计算过程中的中间物理量,不参与最终结果的ㄨ计算。这样就消除了蒸汽密這樣下去也比試不出什么度这个随时变化的量对蒸汽质量流量计量带来的影响,实现▅了蒸汽的直接测量。
                  差压式涡街流量←计原理是利用差压传感器测量蒸汽通过涡街发生体后的压力变化及〇产生的压损,即╲为差压波动频率,也就是涡街频率。相比①其他传感器,差压传感器检测涡街频率有以下优势:
                (1)差压传看著感器独立于漩涡发生体,位于管道外面,易于维修和更→换,具有较强的抗振性。
                (2)实现了▲蒸汽质量流量直接测量,结构简单,不需温度、压力补偿,性能稳定。
                (3)由于采用了差压检测技术,因此操作简便,易于实现。
                3实现的可行性分析
                  依据流体力学原理,流体有旋涡产生的地方就会存在压力的变化,当产生的旋涡有一定的规律 哦出现时,就会引起流场中拟定两点间差倒是若要逃跑压的规则变化,其频率与旋︾涡频率一致。这一-规律在实验中已得到了验证。
                  VolkerHans等研究人员通过♀实验”,利用微小選擇压力探头(探∏头直径为1.6mm)测出了流体¤通过涡街发生体后,旋涡中心与∮低压区对应,并且涡街发生体周围压力分布与旋涡分剛才眾位副掌教布有对应关系;同时可以.发现压力信号随一個是萬節旋涡呈现规律性的变化,如图4所示,压力波动频ㄨ率与涡街频率对应。

                  MIAU等研究人员利用差压传感器测量涡街发生体前后的差压波动信号,并通过实验证实差压波△动信号的频率与涡街频率存在一定的对应关系。由◥以上资料,并结合黄咏梅提出的差压检测技术及 是其他的蒸汽流量测量技术鬥,说明用差压式涡街质量流量计对注汽井井口蒸汽进行计量的方法是⊙可行的。
                4结束语
                  从上面的分析看出,差压式涡街质量流量计克服了其他流量计不能直接测量蒸汽质量、对流体介质严格限制或者价格昂贵(如科里奥利质量流量计)等缺点,能够实现蒸汽质量的直接测量,这对于井口蒸 秦風很無奈汽质量流量的计量具有重要的意义。但涡街理论的研究多在均是進攻匀稳定流场中,但对于蒸汽管道,由于是两相流体,其内部流场存在不均匀的现象,且产生旋涡分离的规律与单相〖均匀流血靈丹场中的旋涡分离有一定的差异性,因此希望更多的研究人员对两相流的涡街理▽论做更深人的研究。

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