管內氣液兩相逆向流動檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于氣液兩相流動領域，具體涉及一種管內氣液兩相逆向流動檢測裝置。
【背景技術】
[0002]在游艇等船舶中，柴油機常采用水下排氣方式，因為采用水下排氣可明顯降低排氣噪聲和紅外輻射，從而為游客提供安靜的游樂環境。在此類柴油機啟動、停機及空載運行時，因排氣壓力及流量降低，存在海水由排氣管倒灌入柴油機內而造成柴油機嚴重損壞的風險。為了防止柴油機發生水倒灌事故，需研究水下排氣管內氣液兩相逆向流動特性，也即管內氣相流量與倒流液相流量之間的關系。
[0003]管內氣液兩相流動廣泛存在于石油化工、蒸汽動力及船舶海洋工程等工業行業中，準確測定管內氣、液兩相各自的流量大小與相關裝置的安全可靠高效工作密切相關。因氣液兩相流動時不具有穩定的相分界面，隨含氣率的不同，管內氣液兩相流動呈現出多種多樣的流型。即便是在同一流型中，某一管截面上管內含氣率總是處于幅度較大的變化之中。因而，盡管目前已有電導探針及射線等技術手段可對管內氣液兩相流含氣率實現在線測量，但所得含氣率結果的誤差較大。
[0004]在氣液兩相同向流動的實驗室實驗中，為準確計量管內氣液兩相各自的流量，往往采用在實驗管段后增設一氣液分離裝置，在離心力或重力作用下使得氣相與液相分離，進而分別測定氣相與液相流量。但這種方法不適用于氣液兩相逆向流動過程，如何在不影響氣液逆向流動過程前提下準確計量液相倒流流量，是管內氣液逆向流動特性實驗研究亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005]本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種能夠測量水下排氣管內不發生水倒流時的臨界排氣速度，并且能夠準確測量管內氣液兩相逆向流動特性的管內氣液兩相逆向流動檢測裝置。
[0006]本發明提供的管內氣液兩相逆向流動檢測裝置，其特征在于，包括:供風部，包含:用于提供氣體的風機、與排氣管的一端連接用于輸送氣體的送風管、設置在送風管上用于測量氣體的氣體溫度的第一溫度計、設置在送風管上用于測量氣體的氣體流量的流量計和設置在送風管上用于測量氣體的第一壓力的第一壓力計；供水部，用于提供液體；高位水箱，與排氣管的另一端連接，包含:用于盛裝液體的本體、設置在本體的頂部用于排出氣體的出氣口、設置在本體的頂部用于給本體注入液體的進水口以及安裝在本體側面的底部用于測量排氣管的軸心到液體的液面之間的第一液位的壓力式液位計；低位水箱，安裝在排氣管與送風管之間，用于測量倒流的液體流量并起到防止倒流的液體進入供風部的作用，低位水箱的頂部安裝有用于測量低位水箱內第二壓力的第二壓力計，側面底部安裝有用于測量低位水箱內液體的第二液位的壓差液位計；檢測部，用于檢測排氣管內是否有液體流動；數據采集部，根據檢測部檢測的結果采集氣體溫度、氣體流量、第一壓力、第一液位、第二壓力和第二液位；以及數據處理部，根據氣體溫度、氣體流量、第一壓力、排氣管的內徑、第二壓力和第二液位的增速基于預定規則得到臨界排氣速度和液體倒流特性規律；其中，排氣管的另一端插入本體側面的底部，并且壓力式液位計與排氣管的軸心在同一高度上，供風部提供的氣體通過排氣管進入高位水箱，供水部提供的液體從進水口進入高位水箱內，從而形成氣液兩相逆流。
[0007]本發明的管內氣液兩相逆向流動檢測裝置還可以具有這樣的特征:其中，排氣管為透明玻璃管，用于觀察排氣管內是否有液相倒流發生以及液相倒流時氣液兩相逆向流動的狀態，本體側面的底部設置有透明觀察窗，用于觀察排氣管的排氣端處氣液兩相流動的狀態。
[0008]本發明的管內氣液兩相逆向流動檢測裝置還可以具有這樣的特征:其中，高位水箱還包括設置在本體的底部的第一排水口，用于排出本體內的液體。
[0009]本發明的管內氣液兩相逆向流動檢測裝置還可以具有這樣的特征:其中，高位水箱還包括至少一個設置在本體側面上的溢流管，溢流管使得本體內液體的液面維持在溢流管所在位置高度。
[0010]本發明的管內氣液兩相逆向流動檢測裝置還可以具有這樣的特征:其中，風機為高壓變頻風機。
[0011]本發明的管內氣液兩相逆向流動檢測裝置還可以具有這樣的特征:其中，供風部還包括:用于消除氣流脈動影響的氣體穩壓箱和用于降低氣體湍流度的整流格柵，氣體穩壓箱的一端與風機連接，另一端與送風管連接，整流格柵安裝在送風管的進風口端管內。
[0012]本發明的管內氣液兩相逆向流動檢測裝置還可以具有這樣的特征:其中，供水部上設置有第二溫度計，用于測量供水部內液體的溫度。
[0013]本發明的管內氣液兩相逆向流動檢測裝置還可以具有這樣的特征:其中，低位水箱的底部設置有第二排水口，用于排出低位水箱內的液體。
[0014]發明的作用與效果
[0015]根據本發明所涉及的管內氣液兩相逆向流動檢測裝置，因為本體頂部設置有出氣口和進水口，排氣管的一端插入本體的側面底部，本體的側面底部與排氣管的軸心同一高度處設置有壓力式液位計，能夠測量本體內液面的高度，排氣管的另一端與低位水箱連接，因此倒流的水直接進入低位水箱，從而能夠防止到流水進入供風部，低位水箱的頂部安裝有第二壓力計，用于測量低位水箱內的第二壓力，側面底部安裝有壓差液位計，用于測量低位水箱內液體的第二液位，因此在氣液逆向流動工況下能夠根據第二液位的增速間接測量到流水的流量，從而避免了直接稱重造成的誤差，送風管上設置有第一溫度計、流量計和第一壓力計，分別能夠測量風機提供的氣體的氣體溫度、氣體流量和第一壓力，進水口與供水部連接，供水部提供的液體通過進水口進入本體內，風機提供的氣體通過排氣管進入本體內，從而在排氣管內形成氣液逆向流動，檢測部能夠檢測排氣管內是否有液體倒流，數據采集部能夠采集氣體溫度、氣體流量、第一壓力、第二壓力、低位水箱內的液位增速和本體內的液位，數據處理部基于預定規則得到臨界倒流時氣體的臨界排氣速度和液體倒流特性規律，因此，本發明的管內氣液兩相逆向流動檢測裝置不僅能夠得到臨界倒流時氣體的臨界排氣速度，而且能夠準確測量氣液逆向流動工況下倒流水的流量，并且具有測量精確、結構簡單以及成本低的優點。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的實施例中管內氣液兩相逆向流動檢測裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結合附圖對本發明的管內氣液兩相逆向流動檢測裝置作具體闡述。
[0018]圖1是本發明的實施例中管內氣液兩相逆向流動檢測裝置的結構示意圖。
[0019]如圖1所示，管內氣液兩相逆向流動檢測裝置100用于測量排氣管200內液體不發生倒流時氣體的臨界排氣速度，而且還能夠通過準確測量得到水下排氣管內氣液逆向流動特性，還能獲得排氣口水位深度變化對排氣管防止水倒流臨界氣速及水倒流特性的影響，所得結果能夠為安全又經濟地選取柴油機空載時不發生倒灌的最低轉速提供依據，還可為核電反應堆失水事故下的安全性分析提供參考。在本實施例中，排氣管200為透明有機玻璃管，長度為2m，內徑為130mmo
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