摘(zhāi)要：針對(duì)高含氣(qì)率條件(jian)下V 錐流(liu)量計 内(nei)氣液相(xiang)分布及(jí)對V錐下(xià)遊壓力(li)恢複影(yǐng)響進行(háng)了實驗(yan)研究，考(kǎo)查了不(bú)同流型(xing)的來流(liu)以及節(jiē)流比對(duì)氣液相(xiàng)分布的(de)影響，獲(huo)得了不(bu)同節流(liu)比V錐流(liú)量計的(de)壓力❓恢(huī)複長度(du)。研究表(biǎo)明：氣液(ye)兩相流(liú)流經V錐(zhuī)後🌐，其流(liu)動狀态(tai)可能發(fā)生轉變(biàn)，節👨‍❤️‍👨流比(bǐ)越小，來(lai)流的變(bian)化越明(ming)顯；流态(tài)的變化(hua)直🏒接影(ying)響V錐流(liú)量計内(nèi)的壓力(lì)分布，氣(qì)液兩🐉相(xiàng)流條件(jian)下V錐流(liú)量計所(suo)需的壓(ya)力恢複(fu)長度與(yǔ)單相流(liu)體相比(bi)較短。對(dui)于節流(liú)比爲0.45的(de)V錐流量(liàng)計，高含(han)氣率條(tiáo)件下，下(xia)遊壓力(lì)在6D（D爲管(guan)道内徑(jing)）處可以(yǐ)恢複，部(bù)分工況(kuang)下，壓力(lì)在下遊(yóu)3D處也可(kě)恢❌複，而(er)節流比(bi)爲0.55、0.65和0.75的(de)V錐流☔量(liàng)計，壓力(lì)在下遊(yóu)3D即可恢(huī)複。研究(jiū)結果可(kě)爲開發(fā)基于單(dan)V錐節流(liú)元件的(de)氣液㊙️兩(liǎng)相流量(liang)在線測(cè)量方法(fǎ)🆚提供理(lǐ)論指導(dǎo)。
　　高含氣(qì)率氣液(yè)兩相流(liu)（體積含(hán)氣率φ超(chāo)過95%）廣泛(fàn)存在于(yú)石油、核(hé)能、化工(gong)、動力等(deng)工業過(guo)程中，其(qí)流量在(zài)線測量(liang)一直是(shì)多相流(liu)🙇‍♀️領域的(de)熱點和(he)難點問(wèn)題。例如(rú)，在天然(ran)⛱️氣開采(cǎi)過程中(zhōng)，氣井出(chu)☀️口産氣(qì)往往爲(wei)攜帶少(shao)量液相(xiàng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的天然(ran)氣，屬于(yú)典型的(de)高含氣(qì)率氣液(yè)兩相流(liu)。以我國(guo)🔴陸上最(zui)大的✌️整(zheng)裝氣田(tián)蘇裏格(gé)氣田爲(wei)👌例，其采(cǎi)用了井(jǐng)間串接(jie)工藝生(shēng)産模式(shi)，這種生(sheng)産模式(shì)由于國(guo)内外均(jun1)沒有在(zai)❌線測量(liàng)氣液流(liu)量的低(dī)成本技(jì)術，難以(yǐ)獲得單(dan)井生産(chǎn)數據，嚴(yán)重影響(xiǎng)到了對(dui)氣藏出(chū)水的準(zhǔn)确預測(cè)、配産的(de)科學管(guan)理、增産(chǎn)措施的(de)科學設(shè)計等[1-2]。
　　當(dang)前，采用(yong)最多的(de)高含氣(qì)率氣液(ye)流量在(zài)線測量(liang)方法爲(wei)“組合法(fǎ)”，即通過(guò)兩個或(huo)多個單(dan)相流量(liang)計（傳感(gǎn)器）串聯(lian)起來，通(tōng)過求解(jie)單相流(liu)量計對(duì)應的測(ce)量方程(chéng)得到氣(qi)液兩🔆相(xiang)的流量(liàng)。其中，采(cai)用最✏️多(duō)的是 差(cha)壓流量(liang)計 （ 孔闆(pǎn)流量計(jì) 、文丘裏(li)管、V錐流(liu)量計等(deng)）和其他(tā)傳感器(qi)（包括速(sù)度式、容(rong)積式、質(zhi)量㊙️式、伽(gā)馬射線(xian)、微波以(yǐ)及紅外(wai)光譜傳(chuan)感㊙️器等(deng)）的組合(he)型式[3]。自(zi)20世紀50年(nian)代起，人(ren)們就開(kāi)始探索(suo)氣液兩(liǎng)❄️相流在(zài)線測量(liàng)技術，到(dao)20世紀90年(nián)代，其商(shāng)業應用(yòng)開始興(xing)起，許多(duo)研究機(jī)構和公(gōng)司相繼(ji)推出了(le)一㊙️系列(liè)的氣液(ye)在線測(ce)量流量(liang)計此外(wài)，這些裝(zhuang)置所用(yong)🔱測量模(mó)型對工(gong)況變化(hua)的适應(ying)性不強(qiáng)，多需要(yao)進行👉現(xiàn)場标定(dìng)🏃‍♀️，并且其(qi)價格高(gao)昂不适(shi)于♈氣井(jing)單井計(jì)量等對(dui)成本要(yào)求較苛(kē)刻場合(hé)。因此，迫(po)切需要(yao)開發出(chū)成本低(dī)廉😍、準确(què)可靠的(de)💜氣液流(liú)量在線(xiàn)測量技(ji)術和🥵方(fāng)法。
　　作爲(wei)一種新(xin)型的差(cha)壓式流(liu)量計，V錐(zhuī)流量計(jì)因其具(ju)有信号(hào)穩定🤟、壓(yā)損低、量(liàng)程比寬(kuan)、所需直(zhí)管段短(duan)等優點(dian)[12-15]，近年來(lai)在多相(xiàng)流測量(liàng)領域受(shou)到了越(yuè)來越多(duō)的關注(zhu)。deLeeuw發現，差(cha)壓流量(liàng)計測量(liang)氣液兩(liǎng)相流時(shí)，其壓力(lì)❓損失能(neng)夠反映(ying)氣液流(liú)量、相含(hán)率、氣液(ye)密度比(bi)等參數(shu)的變化(huà)，可用進(jin)行氣液(ye)流量在(zai)線測🔞量(liàng)[16]。根據Steven的(de)研究結(jié)果[17]，He等采(cai)🔴用節流(liu)比爲0.55的(de)V錐流量(liàng)計，結合(hé)V錐流量(liàng)☔計壓力(li)損失特(tè)性，建立(lì)了基于(yú)單V錐節(jiē)流裝置(zhì)的氣液(yè)兩相流(liú)在線測(ce)量方法(fǎ)[14]。确定V錐(zhui)下遊壓(yā)📧力恢複(fú)位置，是(shì)準确獲(huo)得壓力(lì)損失的(de)前🏃‍♂️提，但(dan)是目前(qian)尚缺乏(fá)針對V錐(zhuī)流量計(ji)下遊壓(yā)力恢複(fu)特性的(de)系🐉統研(yan)究。值得(dé)注意的(de)是，He等在(zai)計算壓(yā)力損失(shī)時，認爲(wei)壓力在(zai)V錐下遊(you)3倍管徑(jing)處即可(ke)恢複[14]。因(yin)此，研究(jiū)V錐流量(liang)計壓力(lì)恢複特(te)性，獲得(dé)下遊壓(ya)力恢複(fú)位置，對(dui)于建立(lì)基于單(dan)V錐節流(liu)裝置的(de)氣液兩(liǎng)相流在(zai)線測量(liang)方法十(shi)分關鍵(jian)。
　　針對V錐(zhuī)流量計(jì)，通過實(shi)驗對不(bu)同節流(liú)比的V錐(zhui)流量計(ji)壓力恢(huī)複特性(xing)進行了(le)研究。首(shou)先，研究(jiū)了V錐流(liú)量計内(nèi)氣液❓相(xiàng)分🔞布特(tè)性，重點(diǎn)考查了(le)不同流(liu)型來流(liú)流經V錐(zhuī)後的變(biàn)化，以及(jí)節流比(bi)對氣液(yè)相分布(bù)的影💛響(xiang)；其次，分(fen)析了V錐(zhuī)流☂️量計(ji)下遊壓(ya)力恢複(fu)🔞特性，對(dui)比📱了單(dān)相和氣(qi)液兩相(xiàng)條件下(xià)V錐下遊(yóu)壓力恢(huī)複位置(zhì)♻️的變化(hua)；最後，給(gěi)出了不(bú)同節流(liu)比V錐流(liú)量計的(de)下遊壓(yā)力恢複(fu)長度。研(yán)究結果(guǒ)🚩爲建立(lì)基于單(dān)V錐節流(liú)元件的(de)氣液兩(liang)相流量(liang)在線測(ce)量方法(fa)提供了(le)技術支(zhi)🔱撐。
1實驗(yan)裝置及(jí)方法
1.1.V錐(zhui)流量計(jì)
　　V錐流量(liàng)計的節(jiē)流元件(jian)結構如(rú)圖1所示(shi)，節流元(yuán)件由前(qián)、後🈲錐角(jiǎo)分✉️别爲(wèi)α和θ的兩(liang)個V形錐(zhui)體組成(cheng)，并且由(you)支撐杆(gan)固定在(zai)管道上(shàng)；高壓取(qǔ)壓口位(wei)于V錐元(yuan)件上遊(you)，低壓取(qu)壓口位(wei)📱于後錐(zhui)體的頂(ding)❤️點處，穿(chuan)過錐體(ti)由支撐(chēng)杆引出(chu)管外。V錐(zhui)流👅量計(ji)水平放(fang)置,其前(qián)🙇🏻、後錐角(jiǎo)分♋别爲(wèi)45°和135°。基于(yu)内徑D爲(wèi)50mm的管道(dao)，通過改(gai)變錐體(tǐ)直徑d，設(shè)🏃🏻計了節(jie)流比β分(fèn)别爲0.45、0.55、0.65和(he)0.75的4個V錐(zhuī)流量計(jì)；同時，爲(wèi)了觀察(chá)氣液兩(liang)相流的(de)流型特(te)⛱️征及流(liu)經V錐前(qián)後的變(bian)化，測試(shì)管道采(cǎi)用透明(ming)的有機(ji)玻璃🎯管(guǎn)。實驗段(duàn)及錐體(ti)實物圖(tú)如圖⭐2所(suǒ)示。
1.2實驗(yan)系統
　　氣(qì)、水兩相(xiang)流實驗(yan)系統流(liú)程如圖(tú)3所示。實(shi)驗介質(zhi)采用的(de)是壓縮(suō)空氣和(he)自來水(shuǐ)。空氣流(liú)量由精(jīng)度爲0.5%的(de)👅科氏質(zhi)量流量(liàng)計進行(háng)計量，水(shuǐ)流量由(yóu)精度爲(wèi)0.2%的電磁(ci)流量❌計(ji)或精度(du)爲0.1%的科(kē)氏質量(liang)流量計(jì)進行計(jì)量，依據(jù)不同的(de)實驗工(gong)況選擇(zé)不同的(de)流量計(ji)；計量後(hòu)🔴的空氣(qi)和水在(zài)混合器(qì)内實現(xiàn)氣液混(hùn)合，然後(hòu)流經🐆一(yī)定長度(du)的直管(guan)段，進入(rù)實驗段(duàn)進行實(shi)驗。爲了(le)保證氣(qì)液充分(fen)混合和(he)流動充(chong)分發展(zhǎn)，從混合(he)器出口(kou)🔅到V錐測(cè)試段入(ru)口的直(zhí)管段長(zhǎng)度約爲(wèi)150D；實驗段(duan)出口的(de)氣液混(hun)合物由(yóu)分離器(qi)進行分(fèn)離，空氣(qì)直接排(pái)入大氣(qì)中，水進(jin)入儲水(shuǐ)箱進行(hang)循環利(li)用。


　　壓力(li)P由精度(du)爲0.075%的Rosemount3051CG型(xíng)壓力傳(chuan)感器測(ce)量，差壓(yā)△P由精度(dù)爲0.075%的Rosemount3051CD型(xing)🥵差壓傳(chuán)感器測(cè)量。溫度(dù)由Pt100溫度(dù)傳感器(qi)測量，其(qí)精度爲(wei)±0.15℃。實驗數(shu)據由NIUSB-6229數(shù)據采集(jí)系統和(hé)基于LabVIEW的(de)測✔️量軟(ruan)件獲得(de)，采集的(de)數據包(bāo)括氣、液(ye)流量、溫(wen)度、壓力(lì)、差壓等(děng)。實驗中(zhong)根據測(ce)量儀表(biao)的響應(yīng)頻率特(tè)性，設定(dìng)采樣頻(pin)率爲500Hz，每(mei)個工況(kuang)采樣時(shí)間爲60s。采(cai)用奧林(lín)巴斯（Olympus）公(gōng)司的i-SPEEDTR高(gāo)速攝像(xiang)機記錄(lù)V錐流量(liàng)計内的(de)氣液流(liú)動狀态(tài)。

1.3測試方(fang)法
　　爲了(le)判斷V錐(zhuī)下遊的(de)壓力恢(huī)複位置(zhi)，實驗過(guò)程中沿(yan)☎️流動方(fang)向🈚在V錐(zhuī)節流裝(zhuang)置上布(bù)置了P1′、P1、P0、P2、P3和(he)P4共計6個(gè)取壓點(dian)，如圖4所(suo)示。其中(zhōng)，P1′、P1分❄️别位(wèi)于V錐上(shàng)遊5D和1D處(chù)，P0位于V錐(zhuī)錐尾取(qǔ)壓口處(chu)，P2、P3和🏃🏻P4分别(bié)位于V錐(zhuī)下🏃‍♂️遊3D、6D和(he)9D處，取壓(ya)點之間(jiān)的距離(li)L0、L1、L2、L3、L4如圖4所(suo)示。實驗(yan)過程中(zhong)測量5個(ge)差壓（△P0、△P1、△P2、△P3和(he)△P4）和一🧡個(gè)壓力P4。其(qí)中🙇‍♀️，△P1爲前(qián)差壓，△P2、△P3和(he)△P4爲後差(chà)壓。根據(jù)壓力P4與(yu)差壓之(zhī)間的關(guan)系，計算(suan)其餘5個(gè)取壓點(dian)處的靜(jìng)壓。取壓(yā)♉點的位(wei)置、靜壓(yā)和差壓(ya)的✔️關系(xi)見表1。

　　實(shi)驗中根(gen)據測量(liang)差壓的(de)範圍選(xuan)擇不同(tong)量程的(de)傳感器(qì)，采用 便(biàn)攜式 375手(shǒu)操器 根(gēn)據測量(liàng)工況對(duì)儀表的(de)量程範(fàn)圍進行(háng)調校，使(shi)測量✔️儀(yi)表保持(chi)最佳測(cè)量範圍(wei)。另外，除(chu)錐尾低(di)壓取壓(ya)點外，其(qi)餘的取(qu)壓點均(jun)位于管(guan)道上壁(bì)面。實驗(yan)中過程(cheng)中并📱未(wèi)發現導(dǎo)壓管中(zhong)積液現(xian)象，僅有(yǒu)少量的(de)液滴進(jin)入導壓(yā)管内，對(dui)壓力和(hé)差🏒壓測(cè)量基💔本(běn)沒有影(ying)響。因此(cǐ)，在氣👣液(yè)兩相流(liu)測量範(fan)圍内，壓(yā)力、差壓(ya)傳感器(qi)的導壓(ya)管無需(xu)加裝過(guo)濾器。
1.4實(shí)驗工況(kuang)設計
　　氣(qi)液兩相(xiàng)流的氣(qì)液分相(xiàng)流量、壓(yā)力等流(liu)動參數(shù)以及節(jie)流🏃🏻‍♂️比對(dui)V錐測量(liang)氣液兩(liǎng)相流時(shi)流動和(hé)壓力分(fèn)🐅布特㊙️性(xìng)的♌影響(xiǎng)🐇規律。節(jie)流比爲(wèi)0.45、0.55、0.65與0.75的4個(ge)V錐節流(liú)裝置。對(dui)每個🙇🏻節(jie)流裝置(zhì)，測量了(le)0.10、0.15、0.20及0.30MPa共計(ji)4組壓力(li)；每組壓(yā)力對應(yīng)4組不同(tóng)的氣相(xiang)流量，每(měi)組氣相(xiàng)流量調(diao)節10次左(zuǒ)右的液(yè)相流❌量(liang)。實驗工(gong)況⛷️參數(shu)如表2所(suo)示。

　　實驗(yàn)中，不同(tong)節流比(bi)V錐流量(liàng)計的實(shi)驗工況(kuang)基本相(xiang)🈲同，由于(yú)實驗過(guo)程中的(de)操作誤(wù)差而略(luè)有差異(yì)。以β=0.75的V錐(zhuī)流量計(ji)🔞爲例，其(qi)實驗工(gong)況在經(jīng)典的Mandhane流(liu)型圖[18]上(shàng)的分布(bù)如圖5所(suo)示。圖中(zhōng)Usg和Usl分别(bie)爲氣、液(yè)表🆚觀流(liu)速，如下(xià)式所示(shi)
???
式中：mg和(he)ml分别爲(wei)氣、液相(xiang)質量流(liu)量；ρg和ρl分(fen)别爲氣(qì)、液相密(mì)度。
　　可知(zhī)，測試工(gong)況位于(yú)光滑分(fèn)層流、波(bo)狀分層(ceng)流、環狀(zhuàng)流以🈚及(jí)❓彈狀❗流(liu)區域。其(qi)中大部(bù)分工況(kuàng)點位于(yú)波狀分(fèn)層流和(he)環狀流(liú)區♋域。

2實(shi)驗結果(guo)及分析(xi)
2.1V錐流量(liang)計内相(xiàng)分布特(tè)性
　　氣液(ye)兩相流(liu)流過V錐(zhui)後其流(liú)動的變(bian)化主要(yào)取決于(yú)來🔴流流(liu)型🌈和💔錐(zhuī)體結構(gou)。不同流(liu)型的來(lái)流流過(guo)同一V錐(zhuī)節流元(yuán)件，可能(neng)呈現出(chū)🌏不同的(de)相分布(bù)特性；同(tong)一流型(xíng)流過不(bu)同✔️結構(gou)的♌錐體(ti)後，也可(kě)能呈現(xiàn)出不同(tóng)💜的相分(fèn)布特性(xing)。
　　當來流(liú)爲光滑(hua)分層流(liu)時，流體(ti)經過錐(zhuī)體喉部(bù)加速，然(ran)後噴出(chu)，使得管(guan)道下部(bu)的分層(céng)液體破(po)碎形成(cheng)液滴，飛(fēi)濺到管(guǎn)道🈲上壁(bì)面（見圖(tu)6）。節流比(bi)越小（即(ji)V錐錐體(tǐ)越大），噴(pēn)射速度(dù)越高，飛(fēi)濺至管(guan)道上壁(bì)面的液(ye)體也❤️越(yuè)多。液相(xiàng)的加速(sù)和破碎(suì)，使錐後(hòu)的管道(dào)🐪下部液(yè)體發生(shēng)波動；節(jie)🔞流比越(yue)小，波動(dòng)程度越(yuè)大；在V錐(zhuī)下遊一(yi)定距離(li)處波動(dong)逐漸減(jian)弱，例如(rú)節流比(bi)爲0.55的V錐(zhuī)節流裝(zhuāng)置，在V錐(zhui)下遊約(yue)3D處，液膜(mo)的波動(dong)逐🈲漸變(bian)小（見圖(tu)6b）。

　　圖7展示(shì)了來流(liu)爲波狀(zhuang)分層流(liu)時的情(qíng)況。與光(guāng)滑分層(ceng)👣流☎️相比(bi)，來😍流液(ye)體的增(zeng)多，減小(xiao)了氣體(tǐ)的流通(tōng)面🏃🏻‍♂️積，V錐(zhuī)喉部氣(qi)液作用(yong)劇烈💰，高(gāo)速的氣(qì)流攜帶(dài)更多的(de)📞液體至(zhì)管道内(nèi)壁。當攜(xié)🏃‍♀️帶的液(ye)量足夠(gòu)多時，會(huì)在管道(dao)上部形(xíng)成連續(xu)液膜（如(rú)圖7a所示(shì)），使來流(liú)轉變成(chéng)環❓狀流(liú)。來流工(gōng)🌏況基本(ben)相同時(shi)，能否轉(zhuan)變成環(huán)狀流則(ze)取決于(yú)節流比(bi)的大小(xiao)。如圖7所(suo)示，節流(liu)比爲0.75的(de)V錐裝📐置(zhì)，下遊管(guǎn)道上部(bù)僅有少(shǎo)量的液(ye)滴和液(ye)條；随着(zhe)節流✊比(bi)的減小(xiao)，液滴和(hé)液條也(ye)逐漸增(zēng)多，當節(jie)流比爲(wèi)0.45時，V錐下(xia)遊爲環(huán)狀流态(tài)。

　　圖8所(suǒ)示，來流(liu)爲彈狀(zhuang)流流型(xing)時，彈頭(tóu)部位的(de)大股液(yè)體，經過(guò)V錐之後(hou)劇烈破(po)碎，與氣(qi)體進行(hang)混合，形(xing)成環狀(zhuang)流☔。可以(yi)預測，與(yu)來流的(de)彈狀流(liu)流型相(xiang)比，此時(shí)的環狀(zhuang)流✂️氣核(he)中夾帶(dài)更🙇‍♀️多液(yè)體，管道(dào)内壁上(shang)的液膜(mó)分布也(yě)較爲均(jun1)勻，并💁且(qie)節流比(bi)✨越小，氣(qi)核中夾(jiá)帶的液(ye)量也越(yuè)多。

　　環狀(zhuang)流流過(guò)V錐節流(liu)元件時(shí)，由于V錐(zhui)節流裝(zhuāng)置環形(xíng)通道特(tè)點，V錐對(dui)環狀流(liú)的破壞(huài)較小，下(xià)遊仍然(rán)呈環狀(zhuang)流型（如(ru)圖9所示(shi)）。由于喉(hou)部的加(jia)速，氣液(ye)剪切作(zuò)用🔞強烈(lie)，使得液(yè)膜破碎(suì)成液滴(di)，導緻氣(qì)核中液(ye)滴夾帶(dai)‼️量增加(jia)；相同工(gōng)況條件(jiàn)下，節流(liu)比越小(xiǎo)，液膜越(yue)容易破(po)碎，氣核(hé)中液滴(di)夾帶量(liàng)越大。

　　如(ru)圖10所示(shi)：表觀氣(qi)速較低(dī)時，來流(liú)的表觀(guan)液量越(yue)大，錐後(hou)液體被(bèi)卷吸的(de)高度也(yě)越高，卷(juan)吸距離(lí)越短，同(tong)時飛濺(jian)液量越(yuè)多，越容(rong)易在下(xià)遊管壁(bi)上形成(cheng)液膜（見(jiàn)圖10a～10d）；表觀(guān)氣速較(jiào)高時，随(suí)着表觀(guān)液量增(zeng)大，錐後(hou)的氣液(ye)作用越(yue)劇烈，氣(qì)核中夾(jia)帶的液(yè)體越多(duō)，氣液分(fèn)✊布越均(jun)勻（見圖(tú)10e～10h）。

2.2壓力恢(huī)複長度(dù)
　　V錐節流(liú)裝置的(de)壓力恢(huī)複長度(du)，是指從(cong)V錐錐尾(wei)取壓孔(kǒng)到❄️下遊(you)壓力基(jī)本不再(zai)變化位(wèi)置處的(de)距離[19]。該(gāi)處流體(ti)的動能(neng)已恢複(fú)，從該處(chù)往下遊(you)，壓力沿(yán)流動方(fang)向降低(dī)主要是(shi)流體之(zhi)間以及(ji)流體與(yu)壁面之(zhi)間的摩(mó)擦造成(chéng)的。
2.2.1壓力(li)恢複位(wei)置判定(ding)圖11所示(shi)爲氣液(yè)兩相流(liú)流經V錐(zhui)時6個取(qu)壓位置(zhì)處的靜(jing)壓力。可(kě)以發現(xiàn)，氣液兩(liǎng)相流流(liú)過V錐之(zhi)後，動能(néng)迅速恢(hui)複，壓力(lì)升高，然(rán)後趨于(yu)穩定。壓(yā)力恢複(fu)位置可(ke)能受到(dào)氣、液相(xiàng)流量、節(jie)流比等(deng)因素的(de)影響，隻(zhī)有确🙇‍♀️定(ding)了V錐下(xià)💘遊的壓(yā)力恢複(fú)位置🌈，才(cai)能合理(li)布置下(xià)遊高壓(ya)取壓點(diǎn)的位置(zhi)，得到準(zhun)确🈲的壓(yā)力損失(shī)。這對于(yú)利用V錐(zhuī)節🈲流裝(zhuang)置的壓(yā)損特性(xing)，建立基(jī)于單節(jiē)流裝置(zhì)的氣液(yè)兩相流(liú)在線測(cè)量模型(xing)十分關(guan)鍵。

　　根(gen)據下遊(yóu)壓力的(de)分布特(te)性可知(zhi)，當V錐下(xia)遊3個取(qu)壓點的(de)壓力滿(man)足P2＞P3＞P4時，則(ze)認爲V錐(zhuī)下遊壓(ya)力在P2處(chù)（3D）已恢複(fu)；當滿足(zu)P2＜P3＞P4時，則可(kě)認爲📞下(xià)遊壓力(li)在P3處（6D）已(yi)恢複。
定(dìng)義

　　按照(zhào)上述判(pàn)别方法(fǎ)，若△P3-2＜0且△P4-3＜0，則(ze)在V錐下(xia)遊3D處壓(ya)力已恢(hui)複；若△P3-2＞0且(qie)△P4-3＜0，則在V錐(zhuī)下遊6D處(chu)壓力已(yi)恢複。
2.2.2單(dan)相流體(tǐ)壓力恢(huī)複長度(dù)實驗研(yán)究了空(kong)氣和水(shuǐ)兩種單(dan)相介質(zhì)情況下(xia)V錐流量(liang)計的壓(ya)力恢複(fu)長度。由(you)圖12可知(zhī)，測量介(jie)質爲空(kong)氣時，對(dui)于節流(liu)比爲0.45和(he)0.55的V錐節(jiē)流裝置(zhì)，其下🌈遊(yóu)壓力在(zài)V錐下遊(you)3D處并未(wèi)完全恢(huī)複，而6D時(shí)可以認(rèn)爲壓力(li)已完全(quán)恢複，因(yin)此其壓(ya)力恢複(fu)長度大(da)于3D；對✍️于(yu)節流比(bi)爲0.75的V錐(zhui)節流裝(zhuang)置，其下(xia)遊壓力(li)在V錐下(xia)遊💋3D處則(ze)可以完(wan)全恢複(fu)；節流比(bi)爲0.65的V錐(zhuī)節🔱流裝(zhuāng)置，當氣(qì)體雷諾(nuò)數Reg≥0.6×105時，也(yě)可以認(ren)爲其壓(yā)力在V錐(zhui)下遊3D處(chu)已完全(quan)恢複🙇🏻。當(dāng)流動介(jiè)質爲水(shuǐ)🤞時，如圖(tu)13所示爲(wei)△P3-2和△P4-3随液(ye)體雷諾(nuò)數Rel的變(biàn)化，4個不(bu)同節流(liu)比的V錐(zhui)節流裝(zhuāng)置下遊(you)壓力恢(hui)複處的(de)位置與(yǔ)測量空(kōng)氣時所(suo)需的恢(hui)複長度(dù)基本相(xiang)同。

2.2.3氣液(ye)兩相流(liú)時的壓(ya)力恢複(fú)長度如(ru)圖14和15所(suǒ)示，測量(liang)🌐氣🏃🏻‍♂️液兩(liǎng)相流時(shi)V錐流量(liàng)計下遊(you)壓力恢(huī)複長度(du)與測量(liàng)單相流(liú)時并🈲不(bú)完♋全相(xiàng)🔆同。對于(yú)節流比(bi)爲0.45的V錐(zhuī)流量計(ji)，空氣中(zhong)引入少(shao)量水後(hou)，當體積(jī)含氣率(lü)小于99.5%時(shí)，部分測(ce)試工況(kuàng)所需的(de)壓力恢(hui)複長度(du)與單相(xiàng)空氣相(xiàng)比變短(duǎn)，但仍有(yǒu)一些實(shí)驗工況(kuàng)的壓力(li)恢複長(zhang)度需要(yao)大于3D，而(er)在下遊(you)6D處壓力(lì)能夠完(wán)全恢複(fú)。在圖14中(zhōng)，節流比(bǐ)爲0.55的V錐(zhuī)流量計(ji)測量氣(qi)液兩相(xiàng)流時，壓(ya)力在下(xià)遊3D處即(ji)能恢複(fu)。這意味(wei)着與測(cè)量單相(xiàng)空氣相(xiàng)比，液相(xiàng)的加💁入(rù)縮短了(le)V錐流量(liàng)計下遊(yóu)所需的(de)壓力恢(huī)複長度(dù)。其主要(yào)原🔴因如(ru)下：①V錐前(qián)後流型(xing)變化的(de)影響。由(you)圖10可知(zhi)，在一定(ding)表觀氣(qì)液流速(su)下，氣液(ye)兩相流(liú)流🧑🏽‍🤝‍🧑🏻經V錐(zhuī)後，流型(xing)可能發(fā)生變化(huà)，如🆚分📧層(ceng)流變成(cheng)環狀流(liú)🚩（見圖10c、10d）等(děng)。環狀流(liu)條件下(xià)，壁面潤(run)滑效應(yīng)👅的存在(zai)使得摩(mo)擦壓降(jiang)降低，進(jin)而導緻(zhi)壓力恢(huī)複距離(lí)的縮短(duǎn)⭐，并且節(jiē)流比越(yue)小（錐體(tǐ)體積越(yue)大），對流(liu)型影響(xiǎng)越大，流(liú)型轉👅變(bian)所需的(de)氣液流(liu)速㊙️越低(di)（見圖7），對(dui)下⛷️遊壓(ya)力分布(bù)的影響(xiang)越明顯(xiǎn)。②與V錐下(xià)遊的☎️尾(wěi)渦對壓(yā)力分布(bù)特性的(de)影響有(you)關。尾渦(wō)越長，則(ze)壓力恢(hui)複所需(xū)的距離(lí)越長。研(yan)究發現(xian)，氣液兩(liang)相流來(lai)流時的(de)尾渦長(zhǎng)度比單(dān)相氣體(tǐ)時的短(duan)，因此所(suǒ)需的壓(ya)力🐪恢複(fú)長度也(yě)小💛于單(dān)相氣體(ti)。圖15表明(míng)，節流比(bi)爲0.65和0.75的(de)V錐節流(liu)裝置測(ce)量高含(hán)氣率氣(qì)液兩相(xiang)流時，壓(yā)力在下(xià)遊⭐3D處可(kě)完全恢(huī)複。


　　對于(yu)4個不同(tong)節流比(bi)的V錐流(liú)量計，在(zài)實驗範(fan)圍内，測(ce)量單相(xiang)流體和(hé)氣液兩(liǎng)相流時(shí)，所需的(de)壓力恢(hui)複長度(dù)如表3所(suǒ)示。可知(zhī)，V錐📞節流(liú)裝置測(ce)量氣液(yè)兩相流(liú)時，當節(jiē)流🌐比爲(wei)0.45時，建議(yi)恢複壓(yā)力🌈測壓(ya)點🌈設在(zài)大于3D的(de)位置處(chu)；節流比(bi)爲0.55、0.65和0.75時(shi)，推薦恢(huī)複壓力(li)測壓點(dian)設在☎️下(xia)遊3D處。此(cǐ)外，在研(yán)究範圍(wéi)内，壓力(lì)恢複長(zhǎng)度受入(rù)口壓力(li)影響較(jiao)小。
3結論(lùn)
　　高含氣(qì)率條件(jiàn)下V錐流(liu)量計内(nèi)氣液相(xiang)分布特(tè)性及V錐(zhui)下遊壓(yā)力恢複(fú)特性。考(kao)查了不(bú)同流型(xing)來流以(yǐ)及🈲節流(liu)比對氣(qì)液相分(fen)布的影(ying)響，獲得(dé)了不同(tong)節流比(bi)V錐流量(liang)計的壓(ya)力恢複(fú)長度，主(zhu)要結論(lun)如下：
（1）氣(qi)液兩相(xiang)流流經(jīng)V錐後，其(qi)流動狀(zhuang)态可能(neng)發生轉(zhuan)變🤞，節流(liú)比越小(xiao)，來流的(de)變化也(yě)越明顯(xiǎn)；V錐下遊(yóu)的相分(fen)布特🤟征(zheng)與來流(liu)✂️流型♌密(mi)切相關(guan)。流态的(de)變化會(hui)直接影(ying)響V錐流(liú)量計内(nei)的壓力(lì)分布。
（2）對(dui)于光滑(huá)分層流(liu)和波狀(zhuàng)分層流(liú)，在錐體(ti)喉部加(jiā)速的影(yǐng)響🍓下，下(xià)遊管道(dao)上壁面(miàn)有液滴(dī)或液膜(mó)出現，且(qie)🏃🏻在一定(ding)條件下(xia)，V錐下遊(you)可🔅轉變(bian)爲環狀(zhuang)流；彈狀(zhuang)流流經(jīng)V錐後，則(ze)轉變爲(wei)氣核中(zhōng)夾帶♍大(dà)量液滴(dī)的環狀(zhuàng)流；V錐對(dui)環狀流(liu)氣液相(xiang)分布影(yǐng)響較小(xiao)。
（3）氣液兩(liǎng)相流條(tiao)件下V錐(zhui)流量計(jì)所需的(de)壓力恢(hui)複長度(du)㊙️與單相(xiang)流體相(xiang)比較短(duǎn)。對于4種(zhong)節流比(bi)的V錐流(liú)量🏒計，節(jiē)☂️流比❤️爲(wèi)0.45時，高含(han)氣率條(tiao)件下，下(xià)遊壓力(li)在6D處可(ke)以恢複(fu)🍓，部分工(gōng)況條件(jian)🧡下，下遊(yóu)壓力在(zai)🎯3D處即可(ke)恢複；節(jie)流比爲(wèi)🔱0.55、0.65和0.75的V錐(zhuī)流量計(jì)，壓力♍在(zài)下遊3D即(jí)🌂可恢複(fú)。

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