论文部分内容阅读
气液两相流系统的动态特性十分复杂,流型作为两相流动态特性的一个重要参数,是两相流研究领域的热点和难点。本文采用V型内锥流量计作为节流元件,将两相流信号的差压信号作为研究对象,实现了水平管道内两相流流型的识别。具体研究内容和成果如下: (1)搭建水平管道气液两相流实验系统,采集两相流差压信号。V型内锥流量计作为节流装置产生差压信号。实验中主要采集了三种典型流型,泡状流、弹状流和塞状流。 (2)采用数学形态滤波对差压信号进行消噪预处理。通过滤波前后谱图对比可知,泡状流60-100Hz之间毛刺明显减弱,弹状流10-20Hz之间信号被作为噪声滤除,60-100Hz之间毛刺信号减弱,塞状流20-40Hz之间毛刺信号被作为噪声减弱。两相流差压信号数学形态滤波信噪比值说明滤波效果良好且滤波效果随气流量增加而减弱。 (3)提出利用可变因子广义S变换方法对气液两相流信号进行时频分析。通过对S变换窗函数添加可变因子,同时提高时域、频域分辨率,分析效果明显。由时频谱图可知,泡状流分布在20-30Hz的高频段,弹状流分布在0-10Hz的低频段以及20-30Hz的高频段,塞状流则主要分布在0-5Hz低频段。 (4)通过提取差压信号时域特征以及可变因子广义S变换之后时频信号特征作为流型识别依据,根据特征值两两组合散点图结果,选取其中五个特征值作为最终模糊识别系统的输入。利用LabVIEW工具箱建立气液两相流流型模糊识别系统,将五个特征值组合进行流型识别,最终得到两相流流型识别率可以达到99.17％。