摘(zhāi)要：針對高含氣(qì)率條(tiáo)件(jiàn)下v 錐流(liú)量計 内氣(qì)液相(xiàng)分布及對v錐下(xià)遊壓(yā)力恢複影響進(jìn)行(háng)了實驗(yàn)研究，考查(chá)了不(bú)同流型的來流以及節(jiē)流比對氣液相(xiàng)分布的(de)影響，獲(huò)得(dé)了不(bú)同節流比v錐流(liú)量計的壓力恢(huī)複長(zhǎng)度。研究表明：氣(qì)液兩(liǎng)相流(liú)流經(jīng)v錐後，其流(liú)動狀态(tài)可能發(fā)生轉(zhuǎn)變，節流比(bǐ)越小(xiǎo)，來流的變化越明顯(xiǎn)；流态(tài)的變化直接影(yǐng)響v錐(zhuī)流量計(jì)内(nèi)的壓力分(fèn)布，氣(qì)液兩相流條件下v錐流量(liàng)計所(suǒ)需(xū)的壓力恢複(fú)長度(dù)與(yǔ)單(dān)相流(liú)體相比(bǐ)較短。對(duì)于節流比(bǐ)爲0.45的(de)v錐流(liú)量計，高含氣率條件下，下(xià)遊壓力在6d（d爲管(guǎn)道内徑）處(chù)可以(yǐ)恢複，部分(fèn)工況(kuàng)下，壓力在下遊(yóu)3d處也(yě)可恢複，而(ér)節流比(bǐ)爲0.55、0.65和0.75的v錐流量(liàng)計，壓力(lì)在下(xià)遊3d即(jí)可恢(huī)複。研(yán)究結(jié)果可(kě)爲開發基于單(dān)v錐節流元件(jiàn)的(de)氣液(yè)兩相流量在線測量(liàng)方法提供理論指導(dǎo)。
　　高含氣率氣液(yè)兩相流(liú)（體(tǐ)積(jī)含(hán)氣率φ超(chāo)過(guò)95%）廣泛(fàn)存在于石(shí)油、核(hé)能、化(huà)工、動力等(děng)工業過程中，其(qí)流量(liàng)在線(xiàn)測量(liàng)一直是多相流(liú)領域的熱點和(hé)難點(diǎn)問題(tí)。例如(rú)，在天然(rán)氣(qì)開采(cǎi)過程中，氣井出口産(chǎn)氣(qì)往往爲(wèi)攜帶少量液相(xiàng)的天(tiān)然氣(qì)，屬于(yú)典型的高含氣(qì)率氣(qì)液兩相流。以我國(guó)陸上最(zuì)大的(de)整(zhěng)裝氣田(tián)蘇裏格氣田爲(wèi)例，其(qí)采(cǎi)用了井(jǐng)間串接工藝生産模式，這種生産模式由于國(guó)内外均(jun1)沒有在(zài)線測量氣液流(liú)量的低成本(běn)技(jì)術，難以獲(huò)得單(dān)井生(shēng)産數據，嚴(yán)重影(yǐng)響到了對(duì)氣藏(cáng)出水(shuǐ)的準(zhǔn)确預測、配産的科學管理、增産(chǎn)措施的科學設計等(děng)[1-2]。
　　當前，采用(yòng)最多的高(gāo)含氣(qì)率氣液(yè)流量(liàng)在(zài)線測(cè)量方法爲(wèi)“組合法”，即通過兩個(gè)或多(duō)個單(dān)相流量計（傳感(gǎn)器）串(chuàn)聯起來，通過求(qiú)解單相流(liú)量計(jì)對(duì)應的測量方程得到氣(qì)液兩相的(de)流量。其中，采用(yòng)最(zuì)多(duō)的是(shì) 差壓(yā)流量計 （ 孔闆(pǎn)流量計(jì) 、文丘裏管、v錐流量計等(děng)）和其他(tā)傳感(gǎn)器(qì)（包括速(sù)度式、容積(jī)式、質(zhì)量式、伽馬射線(xiàn)、微波以(yǐ)及紅外(wài)光譜傳感(gǎn)器等(děng)）的組(zǔ)合(hé)型式[3]。自20世紀50年(nián)代(dài)起，人(rén)們就(jiù)開始(shǐ)探索(suǒ)氣液兩相流在線測量技(jì)術，到(dào)20世紀(jì)90年(nián)代，其商(shāng)業應用開(kāi)始興(xìng)起，許多(duō)研(yán)究機(jī)構和(hé)公司(sī)相繼(jì)推出了一系列(liè)的氣液在線測(cè)量流量(liàng)計此外，這些(xiē)裝置(zhì)所用(yòng)測量(liàng)模型對工況變化的(de)适應(yīng)性不強(qiáng)，多需(xū)要(yào)進行現場(chǎng)标定(dìng)，并且其價格高昂不(bú)适于氣井(jǐng)單井(jǐng)計量(liàng)等對(duì)成本(běn)要求(qiú)較(jiào)苛刻場合。因(yīn)此，迫切需要開發出(chū)成本低廉、準确(què)可靠的氣液流(liú)量在線測(cè)量技術和(hé)方法。
　　作爲(wèi)一種新(xīn)型(xíng)的差(chà)壓式(shì)流(liú)量計，v錐(zhuī)流量計因其具有信(xìn)号穩定(dìng)、壓(yā)損低、量程(chéng)比寬、所需直(zhí)管段短等優(yōu)點(diǎn)[11-15]，近(jìn)年來(lái)在(zài)多相流測量(liàng)領域受到了越(yuè)來越(yuè)多的(de)關注。deleeuw發現，差壓流量(liàng)計測(cè)量氣液兩(liǎng)相流時，其(qí)壓力(lì)損失(shī)能夠(gòu)反映(yìng)氣液流量(liàng)、相含率、氣(qì)液(yè)密(mì)度比(bǐ)等參數的(de)變化(huà)，可用(yòng)進行氣液(yè)流量在線(xiàn)測量(liàng)[16]。根據steven的研究結果[17]，he等采(cǎi)用節流比爲(wèi)0.55的v錐流量(liàng)計，結(jié)合v錐流量(liàng)計壓力(lì)損失特性，建立了(le)基于單v錐節(jiē)流(liú)裝置的氣(qì)液兩相流(liú)在線測量方法(fǎ)[14]。确定v錐下遊壓(yā)力恢複位置，是(shì)準确獲得壓力損失(shī)的前提，但是目前尚(shàng)缺乏(fá)針對v錐流量計下遊(yóu)壓力恢複(fú)特性的系統研(yán)究。值得注(zhù)意的是(shì)，he等(děng)在(zài)計(jì)算壓(yā)力損(sǔn)失時，認爲(wèi)壓力在v錐下遊(yóu)3倍管徑(jìng)處即可(kě)恢複(fú)[14]。因(yīn)此，研究(jiū)v錐(zhuī)流量計壓力(lì)恢複(fú)特(tè)性，獲得(dé)下遊壓力(lì)恢複(fú)位置(zhì)，對于建立基于單v錐節流(liú)裝(zhuāng)置的氣液兩(liǎng)相流在線(xiàn)測量(liàng)方法十(shí)分(fèn)關鍵(jiàn)。
　　針對v錐流(liú)量計(jì)，通過(guò)實驗(yàn)對不(bú)同節(jiē)流比的v錐(zhuī)流量(liàng)計壓力(lì)恢複特(tè)性進行了(le)研究。首先，研究(jiū)了v錐(zhuī)流量計内氣(qì)液(yè)相分布特(tè)性，重(zhòng)點考查了(le)不同(tóng)流(liú)型來流流經v錐後(hòu)的變化，以(yǐ)及節流比(bǐ)對氣液(yè)相分布(bù)的影響；其次，分(fèn)析了v錐(zhuī)流量計下遊壓(yā)力恢複特性(xìng)，對比(bǐ)了單(dān)相和氣液兩相(xiàng)條件下v錐下遊壓力(lì)恢複(fú)位置(zhì)的變(biàn)化；最(zuì)後，給(gěi)出了(le)不同節流(liú)比v錐(zhuī)流量(liàng)計的(de)下遊(yóu)壓力恢複(fú)長度(dù)。研究結果(guǒ)爲建立(lì)基于單(dān)v錐節(jiē)流(liú)元(yuán)件的(de)氣(qì)液(yè)兩(liǎng)相流量(liàng)在線測量方法提供(gòng)了技(jì)術支(zhī)撐。
1實驗(yàn)裝置及(jí)方法(fǎ)
1.1.v錐(zhuī)流(liú)量計(jì)
　　v錐流量(liàng)計的節(jiē)流元(yuán)件(jiàn)結構如(rú)圖1所示，節(jiē)流元件由前、後錐角(jiǎo)分别爲α和(hé)θ的兩(liǎng)個(gè)v形錐體(tǐ)組成(chéng)，并且(qiě)由支撐(chēng)杆固定在管(guǎn)道上(shàng)；高壓(yā)取壓(yā)口位(wèi)于v錐(zhuī)元件上遊(yóu)，低壓取(qǔ)壓口位(wèi)于後(hòu)錐體的頂(dǐng)點處，穿過(guò)錐體由支(zhī)撐(chēng)杆引出管外。v錐流(liú)量計水平(píng)放置,其前(qián)、後錐角分别爲45°和135°。基(jī)于内(nèi)徑d爲(wèi)50mm的管道(dào)，通過改變錐(zhuī)體直徑d，設(shè)計了(le)節流(liú)比β分(fèn)别爲(wèi)0.45、0.55、0.65和0.75的(de)4個v錐(zhuī)流量計(jì)；同(tóng)時，爲了觀(guān)察氣液兩相流的流(liú)型特(tè)征(zhēng)及流經v錐前(qián)後的變化(huà)，測試(shì)管道(dào)采(cǎi)用(yòng)透明的有機(jī)玻璃管(guǎn)。實驗段(duàn)及錐體(tǐ)實(shí)物圖如(rú)圖2所(suǒ)示。
1.2實(shí)驗系統
　　氣、水兩相(xiàng)流實驗系統流程如圖(tú)3所示。實驗介質(zhì)采用的(de)是壓縮(suō)空氣和(hé)自來水。空氣(qì)流量由精(jīng)度爲0.5%的(de)科(kē)氏質(zhì)量流量(liàng)計進行(háng)計量，水流(liú)量由(yóu)精度爲0.2%的電磁(cí)流量(liàng)計或(huò)精度爲0.1%的科氏(shì)質量(liàng)流量計(jì)進行計(jì)量(liàng)，依據(jù)不同的(de)實驗工況選擇不同(tóng)的流(liú)量計(jì)；計量後(hòu)的空氣(qì)和水(shuǐ)在混合器内實現氣(qì)液混(hùn)合，然(rán)後(hòu)流經一(yī)定長(zhǎng)度的(de)直管(guǎn)段，進(jìn)入(rù)實驗段(duàn)進行實驗。爲了保證氣液充分(fèn)混合(hé)和流動充(chōng)分發展，從混合(hé)器出口(kǒu)到v錐測試段(duàn)入(rù)口(kǒu)的直(zhí)管(guǎn)段長度約爲150d；實驗(yàn)段出口的(de)氣液混合物由(yóu)分離(lí)器進行分(fèn)離，空(kōng)氣直(zhí)接排入大氣中(zhōng)，水進(jìn)入儲水箱進行(háng)循環利用。


　　壓(yā)力p由精度爲0.075%的(de)rosemount3051cg型壓(yā)力傳(chuán)感器測量，差壓(yā)△p由精度爲(wèi)0.075%的rosemount3051cd型(xíng)差壓(yā)傳感器測(cè)量。溫度由(yóu)pt100溫度傳感器測量，其(qí)精度(dù)爲±0.15℃。實驗(yàn)數(shù)據由niusb-6229數據采集系統(tǒng)和基(jī)于labview的測量(liàng)軟件獲得(dé)，采集的數(shù)據包括氣、液流量(liàng)、溫(wēn)度、壓力、差壓等(děng)。實驗中根據測(cè)量儀表的響應(yīng)頻率特性，設定(dìng)采樣頻率(lǜ)爲500hz，每個工況采樣時(shí)間爲60s。采(cǎi)用奧林巴斯(sī)（olympus）公司的i-speedtr高(gāo)速攝(shè)像機記錄(lù)v錐流量計内(nèi)的氣液流動(dòng)狀态。

1.3測試方法
　　爲了(le)判斷v錐下遊的(de)壓(yā)力恢複位置(zhì)，實驗過程中沿(yán)流動(dòng)方向(xiàng)在v錐節流裝置(zhì)上布(bù)置了p1′、p1、p0、p2、p3和p4共計6個取壓點(diǎn)，如(rú)圖4所示。其中，p1′、p1分别(bié)位(wèi)于v錐(zhuī)上遊(yóu)5d和1d處，p0位于(yú)v錐錐尾取(qǔ)壓口處，p2、p3和(hé)p4分别(bié)位(wèi)于v錐下遊3d、6d和(hé)9d處，取(qǔ)壓點(diǎn)之間(jiān)的距離(lí)l0、l1、l2、l3、l4如(rú)圖4所(suǒ)示。實驗過(guò)程中(zhōng)測量5個差壓（△p0、△p1、△p2、△p3和△p4）和一個(gè)壓(yā)力p4。其中，△p1爲前差(chà)壓，△p2、△p3和(hé)△p4爲後差壓(yā)。根據(jù)壓力(lì)p4與差壓之(zhī)間的(de)關(guān)系(xì)，計算(suàn)其(qí)餘(yú)5個取(qǔ)壓點(diǎn)處的靜壓(yā)。取壓(yā)點的(de)位置(zhì)、靜壓和差壓的關系(xì)見表(biǎo)1。

　　實(shí)驗中根(gēn)據(jù)測量差壓的範圍選(xuǎn)擇(zé)不同(tóng)量程的(de)傳(chuán)感器(qì)，采用(yòng) 便攜式 375手(shǒu)操器 根據(jù)測量工況(kuàng)對儀表的(de)量程範圍進行(háng)調校，使測量儀(yí)表保持(chí)最(zuì)佳測(cè)量範(fàn)圍(wéi)。另外，除(chú)錐尾(wěi)低壓(yā)取壓(yā)點外，其(qí)餘的取壓點均位(wèi)于管道上壁面。實驗(yàn)中過程中(zhōng)并未發現導壓(yā)管中(zhōng)積液現象(xiàng)，僅有(yǒu)少量的液滴進(jìn)入導(dǎo)壓管内，對壓力和差壓測量基本沒有影(yǐng)響。因(yīn)此，在(zài)氣(qì)液(yè)兩相流測(cè)量範圍内，壓力(lì)、差壓(yā)傳感器的導壓(yā)管無需(xū)加裝過(guò)濾器。
1.4實驗(yàn)工況(kuàng)設計(jì)
　　氣液兩相流的(de)氣(qì)液分相流量、壓力等流動(dòng)參數以(yǐ)及節(jiē)流比對v錐測量(liàng)氣液兩相(xiàng)流時流動和壓(yā)力分(fèn)布特(tè)性的影響(xiǎng)規律。節(jiē)流比爲(wèi)0.45、0.55、0.65與0.75的4個v錐節流(liú)裝置。對(duì)每個節流裝置，測量了0.10、0.15、0.20及0.30mpa共(gòng)計4組壓力(lì)；每組壓力對應(yīng)4組不同的氣相(xiàng)流量，每組氣相(xiàng)流量(liàng)調(diào)節(jiē)10次左右的液(yè)相流量。實驗(yàn)工(gōng)況參數(shù)如表2所(suǒ)示(shì)。

　　實驗中，不(bú)同節(jiē)流比(bǐ)v錐流量計的實驗工(gōng)況基本相(xiàng)同，由于(yú)實驗過(guò)程中的操作誤(wù)差而略有(yǒu)差異(yì)。以β=0.75的v錐流量計(jì)爲例(lì)，其(qí)實(shí)驗工(gōng)況(kuàng)在(zài)經典(diǎn)的mandhane流(liú)型圖[18]上的(de)分布(bù)如圖5所(suǒ)示(shì)。圖中usg和usl分别爲(wèi)氣、液(yè)表觀流速，如下式所(suǒ)示
???
式(shì)中：mg和(hé)ml分别爲(wèi)氣、液(yè)相(xiàng)質量流量；ρg和ρl分(fèn)别爲氣、液相密(mì)度。
　　可知，測試工況位(wèi)于光滑分(fèn)層流、波狀分層(céng)流、環狀流以及(jí)彈狀流區域。其(qí)中大部分(fèn)工況(kuàng)點位(wèi)于波(bō)狀分層流(liú)和環狀流(liú)區域。

2實(shí)驗結果及分析
2.1v錐流量(liàng)計内(nèi)相分布特(tè)性(xìng)
　　氣(qì)液(yè)兩(liǎng)相流(liú)流過v錐(zhuī)後(hòu)其(qí)流(liú)動的變化(huà)主要(yào)取決于(yú)來流流(liú)型和錐體(tǐ)結構(gòu)。不同流型的來(lái)流流(liú)過同一(yī)v錐(zhuī)節流(liú)元件，可能(néng)呈現(xiàn)出不同的(de)相分(fèn)布(bù)特性；同(tóng)一(yī)流型(xíng)流(liú)過不(bú)同結(jié)構的錐體後，也可能(néng)呈現(xiàn)出不同的(de)相分(fèn)布特性。
　　當來流爲(wèi)光滑分層流(liú)時，流體(tǐ)經過錐體喉(hóu)部加(jiā)速，然(rán)後噴出(chū)，使得管(guǎn)道下部(bù)的分層(céng)液體破碎形成(chéng)液滴，飛濺(jiàn)到管(guǎn)道上(shàng)壁面（見圖6）。節流比越小（即v錐錐(zhuī)體越大），噴(pēn)射(shè)速(sù)度(dù)越高，飛濺至(zhì)管(guǎn)道上壁面的液(yè)體也越多。液相(xiàng)的(de)加速和破(pò)碎，使錐後(hòu)的管道下部液(yè)體發生(shēng)波(bō)動；節(jiē)流比(bǐ)越(yuè)小，波動(dòng)程度越(yuè)大(dà)；在v錐(zhuī)下遊(yóu)一定距離(lí)處波(bō)動逐漸減(jiǎn)弱，例如(rú)節流比(bǐ)爲0.55的v錐(zhuī)節(jiē)流裝(zhuāng)置，在v錐下遊約(yuē)3d處，液膜(mó)的(de)波動(dòng)逐漸變小（見圖(tú)6b）。

　　圖7展(zhǎn)示了(le)來流爲波(bō)狀分(fèn)層流時的情況(kuàng)。與光滑分(fèn)層流相比(bǐ)，來流液體(tǐ)的增(zēng)多，減小了氣體(tǐ)的流通面積，v錐喉部(bù)氣液作用(yòng)劇烈，高速的氣(qì)流攜帶更多的(de)液體至管(guǎn)道内壁。當攜帶(dài)的液量足夠(gòu)多時，會(huì)在管道上(shàng)部形(xíng)成連(lián)續液膜（如(rú)圖7a所(suǒ)示），使來流(liú)轉變成環(huán)狀流(liú)。來流工(gōng)況基本(běn)相同(tóng)時，能(néng)否轉(zhuǎn)變成環(huán)狀流則(zé)取決于(yú)節流比(bǐ)的大小。如(rú)圖7所(suǒ)示，節流比(bǐ)爲0.75的(de)v錐裝置，下遊管道上(shàng)部(bù)僅(jǐn)有少(shǎo)量的液滴和液(yè)條；随着節流比(bǐ)的減小，液滴和(hé)液條也逐(zhú)漸增多，當節流比爲(wèi)0.45時，v錐(zhuī)下(xià)遊(yóu)爲(wèi)環(huán)狀流(liú)态。

　　圖(tú)8所(suǒ)示(shì)，來流(liú)爲彈狀流(liú)流型(xíng)時，彈頭部位的(de)大股(gǔ)液體(tǐ)，經過(guò)v錐之後劇烈破(pò)碎，與氣體(tǐ)進(jìn)行混合，形成環狀流。可以預測，與(yǔ)來流(liú)的彈狀流(liú)流型相比，此時(shí)的環狀(zhuàng)流氣核(hé)中夾帶更(gèng)多液體，管道(dào)内壁上的液膜分(fèn)布也(yě)較爲均勻，并且(qiě)節流比越(yuè)小，氣(qì)核中(zhōng)夾(jiá)帶的液(yè)量也(yě)越多(duō)。

　　環狀(zhuàng)流流過(guò)v錐節流(liú)元件時，由于v錐(zhuī)節流裝(zhuāng)置環形(xíng)通道特點，v錐對(duì)環狀流(liú)的破壞(huài)較小，下(xià)遊(yóu)仍然(rán)呈(chéng)環(huán)狀流型（如(rú)圖9所示(shì)）。由(yóu)于喉(hóu)部的(de)加(jiā)速(sù)，氣液剪切作用(yòng)強烈(liè)，使得(dé)液膜破碎(suì)成液滴，導緻氣(qì)核中液滴夾帶量增(zēng)加；相(xiàng)同工(gōng)況條件下(xià)，節流(liú)比越(yuè)小，液膜越容易(yì)破碎，氣核(hé)中液(yè)滴(dī)夾(jiá)帶(dài)量越大(dà)。

　　如圖(tú)10所示(shì)：表觀氣速(sù)較低時，來(lái)流(liú)的表觀(guān)液(yè)量越(yuè)大(dà)，錐後(hòu)液體被卷吸(xī)的(de)高度也越高，卷吸距(jù)離越短，同(tóng)時飛濺(jiàn)液量越多(duō)，越容(róng)易(yì)在下(xià)遊管壁(bì)上(shàng)形(xíng)成(chéng)液膜（見圖10a～10d）；表觀(guān)氣速較(jiào)高(gāo)時，随(suí)着表觀(guān)液量增(zēng)大(dà)，錐後(hòu)的(de)氣液(yè)作用越劇(jù)烈，氣(qì)核中夾帶(dài)的液體越多，氣(qì)液分(fèn)布越(yuè)均勻（見圖10e～10h）。

2.2壓力恢複長度(dù)
　　v錐節流(liú)裝(zhuāng)置的壓力恢(huī)複長度(dù)，是指從(cóng)v錐錐尾取壓孔(kǒng)到下遊(yóu)壓力(lì)基(jī)本不再(zài)變化(huà)位置處的(de)距離[19]。該處(chù)流體(tǐ)的動能(néng)已恢複，從該處往下遊，壓力(lì)沿流動方(fāng)向降低主(zhǔ)要是流體之間(jiān)以及(jí)流體與壁面之(zhī)間的摩(mó)擦造成(chéng)的。
2.2.1壓力恢複位(wèi)置判(pàn)定圖11所(suǒ)示(shì)爲氣液兩(liǎng)相流(liú)流經(jīng)v錐時(shí)6個取(qǔ)壓位(wèi)置處(chù)的靜(jìng)壓力(lì)。可以發現(xiàn)，氣液(yè)兩相流(liú)流(liú)過v錐(zhuī)之後，動能(néng)迅速恢(huī)複(fú)，壓力(lì)升高(gāo)，然後趨于(yú)穩定。壓力恢複(fú)位置可(kě)能受到(dào)氣、液相(xiàng)流(liú)量、節(jiē)流比(bǐ)等(děng)因素的(de)影響(xiǎng)，隻有确定了v錐下遊的壓(yā)力恢複位置，才(cái)能合理布置下遊高壓(yā)取壓點的位(wèi)置，得到準(zhǔn)确的壓(yā)力損失(shī)。這對于利用(yòng)v錐(zhuī)節流裝置(zhì)的壓(yā)損特性，建立基(jī)于單節流(liú)裝置(zhì)的氣液兩相流(liú)在線(xiàn)測量模型十分關鍵。

　　根(gēn)據下遊壓力的分布(bù)特性(xìng)可知(zhī)，當v錐(zhuī)下遊(yóu)3個取壓點(diǎn)的壓力滿足(zú)p2＞p3＞p4時，則認(rèn)爲v錐(zhuī)下遊(yóu)壓(yā)力在p2處(chù)（3d）已恢(huī)複(fú)；當(dāng)滿足(zú)p2＜p3＞p4時，則(zé)可(kě)認爲下(xià)遊壓力在p3處（6d）已(yǐ)恢複。
定(dìng)義

　　按照(zhào)上述判(pàn)别方法，若△p3-2＜0且△p4-3＜0，則(zé)在(zài)v錐下遊3d處壓力(lì)已恢複；若(ruò)△p3-2＞0且△p4-3＜0，則在v錐下遊6d處壓力已(yǐ)恢複(fú)。
2.2.2單相流體(tǐ)壓力恢複長度(dù)實驗研究了空(kōng)氣和水兩種單(dān)相介質(zhì)情(qíng)況下(xià)v錐流量計的壓力恢複長度。由(yóu)圖12可知，測量介(jiè)質爲空(kōng)氣(qì)時，對于(yú)節(jiē)流比爲0.45和(hé)0.55的v錐節流(liú)裝置，其下(xià)遊壓力在(zài)v錐下遊3d處并未完全(quán)恢複，而6d時(shí)可以(yǐ)認爲壓力(lì)已完全恢複，因(yīn)此其壓力(lì)恢複長度大(dà)于(yú)3d；對于(yú)節流比爲(wèi)0.75的v錐節流裝置(zhì)，其下(xià)遊壓力(lì)在v錐下遊3d處則可以完(wán)全恢複；節流比爲0.65的v錐(zhuī)節流裝置，當氣體雷諾(nuò)數reg≥0.6×105時，也(yě)可以認(rèn)爲其壓力(lì)在v錐(zhuī)下遊(yóu)3d處(chù)已完全恢複。當流動介質爲(wèi)水時，如圖(tú)13所示(shì)爲△p3-2和△p4-3随(suí)液體雷諾數rel的變化，4個不(bú)同節流比的v錐節流裝(zhuāng)置下遊壓力恢複處(chù)的位置與(yǔ)測量空氣(qì)時所需的(de)恢複(fú)長度(dù)基本(běn)相同(tóng)。

2.2.3氣液兩相(xiàng)流(liú)時的壓(yā)力恢複長度(dù)如(rú)圖14和(hé)15所示，測量氣液兩相流時v錐流(liú)量計下遊(yóu)壓力恢複(fú)長度與測量單相(xiàng)流(liú)時并不完(wán)全相(xiàng)同。對于節流比(bǐ)爲0.45的v錐流(liú)量計(jì)，空氣(qì)中引入少(shǎo)量水(shuǐ)後，當體積含氣率小于99.5%時(shí)，部分測試工況(kuàng)所需的壓力恢(huī)複長度與單相(xiàng)空氣(qì)相比變短(duǎn)，但仍有一些實驗工況(kuàng)的壓力(lì)恢複(fú)長度(dù)需要(yào)大于3d，而在(zài)下遊(yóu)6d處壓力能夠完全恢複。在(zài)圖14中(zhōng)，節流(liú)比爲0.55的v錐流量計測量氣(qì)液兩相流時，壓(yā)力在下(xià)遊3d處即能恢複。這意味(wèi)着與測(cè)量單相(xiàng)空氣(qì)相比，液相的加(jiā)入縮(suō)短了(le)v錐流量計下遊(yóu)所需的壓力恢(huī)複長(zhǎng)度。其主要原因(yīn)如(rú)下(xià)：①v錐前(qián)後(hòu)流型變(biàn)化的影響。由(yóu)圖10可知，在一定(dìng)表觀氣(qì)液流(liú)速下，氣液(yè)兩相(xiàng)流流經v錐(zhuī)後，流型可能發(fā)生變化(huà)，如(rú)分(fèn)層(céng)流變(biàn)成環狀流（見圖(tú)10c、10d）等。環狀流(liú)條件下，壁面潤(rùn)滑效應(yīng)的存在(zài)使得摩擦壓降(jiàng)降低，進而(ér)導緻(zhì)壓力恢複距離的縮短，并且節流比(bǐ)越小（錐體(tǐ)體積越(yuè)大），對流(liú)型影(yǐng)響越大，流(liú)型轉變所(suǒ)需的氣液(yè)流速越低(dī)（見圖7），對下(xià)遊壓(yā)力分(fèn)布的(de)影響(xiǎng)越明顯。②與v錐下(xià)遊的尾(wěi)渦對壓力分布特性的(de)影(yǐng)響有關。尾渦(wō)越長，則壓力恢複所需的距離(lí)越長(zhǎng)。研(yán)究發現(xiàn)，氣液兩相流來流時的尾渦長(zhǎng)度比單相氣(qì)體(tǐ)時的短，因(yīn)此所(suǒ)需的壓(yā)力恢複長度也小于單(dān)相氣體。圖(tú)15表明(míng)，節流比爲0.65和0.75的(de)v錐節流裝置測(cè)量高含氣(qì)率氣液兩(liǎng)相流時，壓(yā)力在下遊3d處可(kě)完全恢複。


　　對于4個不同節流比的v錐流量計，在(zài)實驗(yàn)範圍内，測(cè)量(liàng)單相流體和(hé)氣液兩相流時(shí)，所需的壓(yā)力恢(huī)複長度(dù)如(rú)表3所示。可(kě)知(zhī)，v錐節流裝(zhuāng)置(zhì)測量氣液(yè)兩相(xiàng)流時，當節(jiē)流比爲0.45時(shí)，建議恢複(fú)壓(yā)力測壓(yā)點設在大(dà)于3d的(de)位置(zhì)處；節流比(bǐ)爲0.55、0.65和0.75時，推(tuī)薦恢(huī)複壓(yā)力測(cè)壓點(diǎn)設在下遊(yóu)3d處。此外，在研究範圍(wéi)内，壓力恢複長(zhǎng)度受入(rù)口壓力影響較(jiào)小。
3結論
　　高含(hán)氣(qì)率條件下v錐流量計内(nèi)氣液相分布特(tè)性及v錐(zhuī)下遊(yóu)壓力恢複特(tè)性。考(kǎo)查了不(bú)同(tóng)流型來流(liú)以及(jí)節流(liú)比對(duì)氣液相分布的(de)影響，獲(huò)得(dé)了不(bú)同節流比v錐流(liú)量(liàng)計的壓(yā)力恢(huī)複長(zhǎng)度，主要結(jié)論如(rú)下：
（1）氣(qì)液兩相流(liú)流經(jīng)v錐後(hòu)，其流動狀(zhuàng)态可能(néng)發(fā)生轉(zhuǎn)變，節(jiē)流比越小(xiǎo)，來流(liú)的(de)變化也(yě)越明(míng)顯；v錐(zhuī)下(xià)遊的相分布特征與來(lái)流(liú)流型密(mì)切相(xiàng)關。流(liú)态的(de)變化會(huì)直接影(yǐng)響v錐流量計内(nèi)的壓力分布。
（2）對于光滑分層流(liú)和波(bō)狀分層流，在錐體喉(hóu)部加(jiā)速的影(yǐng)響下，下遊管道(dào)上(shàng)壁面有液(yè)滴(dī)或液膜(mó)出現，且在一定條件(jiàn)下，v錐下遊(yóu)可轉(zhuǎn)變爲(wèi)環狀流；彈(dàn)狀流流經(jīng)v錐後，則(zé)轉變爲(wèi)氣核中(zhōng)夾(jiá)帶大(dà)量液滴的(de)環狀(zhuàng)流；v錐對環狀流(liú)氣液(yè)相分(fèn)布影響較小。
（3）氣液兩(liǎng)相流(liú)條件(jiàn)下v錐流量計所需的(de)壓力(lì)恢複(fú)長度(dù)與單(dān)相(xiàng)流體相(xiàng)比較短(duǎn)。對于4種(zhǒng)節流(liú)比的v錐流(liú)量計，節流比爲(wèi)0.45時，高含氣率條(tiáo)件下，下(xià)遊壓力在6d處(chù)可以(yǐ)恢複，部分(fèn)工況(kuàng)條件下，下(xià)遊(yóu)壓(yā)力在(zài)3d處即可恢複；節(jiē)流比爲0.55、0.65和0.75的v錐(zhuī)流量計(jì)，壓力在(zài)下遊(yóu)3d即可恢複。

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