一種氣液兩相流比例取樣器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于流體分配領域，特別是涉及一種用于氣液兩相流均勻取樣的比例取樣器。
【背景技術】
[0002]氣液兩相流廣泛存在于石油、化工、核能等許多工業領域。在存在氣液兩相流動的系統中，通常需要對氣液兩相流進行取樣來分析兩相流體的組成，甚至通過流體取樣來測量氣液兩相流流量。然而當氣液兩相流通過取樣器時，進入取樣管的氣液相比例通常與被取樣管路內的氣液組成出現差異，這就是所謂的氣液相分離現象。眾多實驗研究表明，氣液兩相流取樣特性不但取決于分配器結構，還與各分配器上、下游流動參數密切相關。即使分配通道結構完全相同且安裝完全對稱，如果各分配通道入口氣液相分布不同或下游各支管路阻力特性不一致也會發生相分離。
[0003]為實現均勻取樣，王棟等人提出了一種取樣管式取樣裝置(王棟，林益，林宗虎.取樣管型分流分相式氣液兩相流體流量計[J].工程熱物理學報，2002，23(2):235-237) ο取樣管位于主管內部，取樣口正對來流方向，取樣管上游設置有混合器。氣液兩相流體首先在混合器內進行加速、混合，隨后進入取樣口。其存在主要問題是，取樣口正對氣液來流，容易造成取樣口堵塞。此外，由于難以滿足等動能取樣條件，取樣比很難保持恒定。
[0004]為了克服現有技術的缺陷，本發明提出一種新型氣液兩相流比例取樣器，取樣流體通過設置在管壁的分流孔進行均勻分流，通過入口流型調整和阻力調節保證各個分流孔流動特性完全一致，取樣比只取決于取樣流體分流孔占總分流孔數目的比值。與現有氣液兩相流取樣裝置相比，本發明具有體積小，結構緊湊，取樣比可隨意調節，不受入口氣液相流速、流型等參數的影響，能夠在寬廣的氣、液流量范圍維持恒定的特點。
【發明內容】
[0005]本發明主要包括分流管、主流體收集室、取樣流體收集室、主流體出口管、取樣流體出口管，旋流器以及差壓表，分流管的管壁上布置有貫穿管壁的若干個分流孔，旋流器布置在分流管內分流孔的上游，分流管的下游出口由盲板封閉；主流體收集室布置在分流管的外緣，取樣流體收集室布置在主流體收集室的外緣，主流體出口管與主流體收集室相連通，取樣流體出口管與取樣流體收集室相連通，分流管上的分流孔由取樣流體分流孔和主流體分流孔兩部分組成，取樣流體分流孔通過取樣管與取樣流體收集室相連通，主流體分流孔直接和主流體收集室相連通。
[0006]所述的若干個分流孔的結構完全相同，均位于與分流管的中心軸線垂直的同一平面上，數目不小于2，沿分流管的管壁均勻布置。
[0007]所述的旋流器由中心軸和螺旋葉片組成，螺旋葉片的外緣與分流管的內壁保持貼入口 ο
[0008]所述的差壓傳感器的兩根引壓管分別和主流體收集室和取樣流體收集室相連通。
[0009]所述的主流體出口管上安裝有主流體阻力調節閥，取樣流體出口管上安裝有取樣流體阻力調節閥。
[0010]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:
[0011](I)取樣比只取決于取樣流體分流孔占總分流孔的比例，可根據需要任意調節；
[0012](2)在旋流器作用下，不同流型轉變為液膜均勻分布的環狀流，消除了氣液兩相流流型波動對測量的影響；
[0013](3)各個分流孔流動特性完全相同，取樣流體與主管道具有完全一致的氣液相組成，消除了常規兩相流取樣裝置中的相分離；
[0014](4)無運動部件，無需維護和標定，具有組成簡單，生產和運行成本低、操作方便等特點。
【附圖說明】
:
[0015]圖1為本發明組成示意圖；
[0016]圖2為本發明A-A截面示意圖；
[0017]圖3為整流器結構示意圖；
[0018]圖4為氣液兩相流流型調整示意圖；
[0019]圖5為本發明工作原理圖；
[0020]圖6氣相流速為5.0m/s時氣、液相取樣比實驗結果；
[0021]圖7氣相流速為10.0m/s時氣、液相取樣比實驗結果。
【具體實施方式】
:
[0022]如圖1所示，本發明主要包括分流管1、主流體收集室2、取樣流體收集室3、主流體出口管4、取樣流體出口管5、旋流器6以及差壓表7，分流管I的管壁上布置有貫穿管壁的若干個分流孔8，旋流器6布置在分流管I內位于分流孔8的上游，分流管I的下游出口由盲板9封閉；主流體收集室2布置在分流管I的外緣，取樣流體收集室3布置在主流體收集室2的外緣，主流體出口管4與主流體收集室2相連通，取樣流體出口管5與取樣流體收集室3相連通。
[0023]如圖2所示，分流管I上的分流孔8由取樣流體分流孔11和主流體分流孔12兩部分組成，取樣流體分流孔11通過取樣管10與取樣流體收集室3相連通，主流體分流孔12直接和主流體收集室2相連通。
[0024]如圖1、圖2所示，所述的若干個分流孔8的結構完全相同，均位于與分流管I的中心軸線垂直的同一平面上，數目不小于2，沿分流管I的管壁均勻布置。
[0025]如圖3所示，所述的旋流器6由中心軸15和螺旋葉片16組成，螺旋葉片16的外緣與分流管I的內壁保持貼合。
[0026]如圖1所示，所述的差壓傳感器7的兩根引壓管分別和主流體收集室2和取樣流體收集室3相連通。
[0027]如圖1所示，所述的主流體出口管4上安裝有主流體阻力調節閥13，取樣流體出口管5上安裝有取樣流體阻力調節閥14。
[0028]本發明工作原理說明如下:
[0029]由圖5所示，旋流器6布置在分流管I的內部，旋流器6的中心軸15上繞制有旋流葉片16，旋流葉片16的外緣保持和分流管I的內壁保持貼合。當氣液兩相流通過旋流器6時，被迫沿著旋流葉片16與分流管I的內壁及中心軸15所形成的螺旋流道流動，從而發生旋轉。因液相密度遠大于氣相密度，在旋轉產生的離心力作用下液體被甩向管內壁，形成液膜17貼著管壁流動，而氣體在管中心流動。
[0030]對于無旋流裝置