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原文传递一种高温高压下气液两相流体干度测量系统及方法

专利名称：	一种高温高压下气液两相流体干度测量系统及方法
摘要：	本发明公开了一种高温高压下气液两相流体干度测量系统，包括放射源、前置准直器、垂直管、后置准直器和光电倍增管；放射源产生的射线经过前置准直器后，从垂直管一侧射入，再从垂直管另一侧射出，射出的射线经过后置准直器后进入光电倍增管。本发明还公开了测量干度的方法，向垂直管中分别通入纯气相流体、纯液相流体和气液两相流体，测出三种流体对应进入光电倍增管的射线强度，根据气液两相流体截面含气率测量公式计算出气液两相流体截面含气率，再根据现有的Armand计算式和干度计算公式求出气液两相流体的干度。采用在线测量方式，对于流体流动可实现无干扰数据获取，保证了测量结果的准确性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	陕西科技大学
发明人：	赵于;刘红杨;胡晓玮
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910448022.7
公开号：	CN110133015A
代理机构：	西安通大专利代理有限责任公司
代理人：	李红霖
分类号：	G01N23/12(2018.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	710021 陕西省西安市未央区大学园1号
主权项：	1.一种高温高压下气液两相流体干度测量系统，其特征在于，包括放射源(1)、前置准直器(2)、垂直管(3)、后置准直器(4)和光电倍增管(5)；放射源(1)和前置准直器(2)放置在垂直管(3)的一侧，后置准直器(4)和光电倍增管(5)放置在垂直管(3)的另一侧；放射源(1)产生的射线经过前置准直器(2)后，从垂直管(3)一侧射入，再从垂直管(3)另一侧射出，射出的射线经过后置准直器(4)后进入光电倍增管(5)。 2.根据权利要求1所述的高温高压下气液两相流体干度测量系统，其特征在于，放射源(1)选取伽马射线放射源(1)。 3.根据权利要求2所述的高温高压下气液两相流体干度测量系统，其特征在于，伽马射线放射源(1)采用Cs-137。 4.根据权利要求1所述的高温高压下气液两相流体干度测量系统，其特征在于，垂直管(3)中通入的流体为纯气相流体、纯液相流体或气液两相流体。 5.采用权利要求1～4任意一项所述的高温高压下气液两相流体干度测量系统测量干度的方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)在垂直管(3)一侧安装好放射源(1)和前置准直器(2)，在垂直管(3)另一侧安装好后置准直器(4)和光电倍增管(5)； 2)在垂直管(3)的通道内中分别通入纯气相流体、纯液相流体和气液两相流体，放射源(1)产生的射线经过前置准直器(2)后，从垂直管(3)一侧射入，再从垂直管(3)另一侧射出，射出的射线经过后置准直器(4)后进入光电倍增管(5)；测出到达垂直管(3)前壁的射线强度I0；再分别测出纯气相时光电倍增管(5)探测到的射线强度(Id)g，纯液相时光电倍增管(5)探测到的射线强度(Id)l，气液两相流体时光电倍增管(5)探测到的射线强度Id； 3)当射线与气液两相流体垂直接触时，将测得的数值代入下列的气液两相流体截面含气率测量公式：当射线与气液两相流体水平接触时，将测得的数值代入下列的气液两相流体截面含气率测量公式： α为气液两相流体截面含气率，根据Armand计算式将α转化为气液两相流体体积含气率β后，代入干度计算公式即可求出气液两相流体的干度。 6.根据权利要求5所述的测量干度的方法，其特征在于，气液两相流体截面含气率测量公式的推导过程具体为：根据射线穿过流体时以指数函数衰减的规律，可得下列计算公式：其中，μ`为垂直管(3)管壁材料线性吸收系数，μg为气相物质线性吸收系数，μl为液相物质线性吸收系数，e代表自然对数；当垂直通道内为纯气相时，则：其中，当垂直通道内为纯液相时，则：联立式(2)与(3)可得：将式(2)、(3)及(4)带入式(1)可得：当射线与气液两相流体垂直接触时，从公式(5)推导出：当射线与气液两相流体水平接触时，从公式(5)推导出： 7.根据权利要求5所述的测量干度的方法，其特征在于，干度计算公式为：式中，x为气液两相流体干度；β为气液两相流体体积含气率；ρL为液相密度；ρG为气相密度。
所属类别：	发明专利