国家自然科学基金(60974118)
- 作品数：23 被引量：139H指数：8
- 相关作者：张涛徐英张强李红文刘伟光更多>>
- 相关机构：天津大学中国石油天然气集团公司中国石油更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划天津市应用基础与前沿技术研究计划更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术理学冶金工程更多>>
- 钝化孔板下游流场畸变在线识别与测量值修正被引量：1
- 2014年
- 针对标准孔板钝化问题,提出了在线识别算法,并给出具体方案。首先利用Fluent流场仿真软件对孔板正常工况和钝化工况进行建模与仿真计算,与国家标准对比验证了仿真的正确性。为实现识别算法,在孔板法兰取压点P1、P2后方,再增设一取压点P3,计算3个取压点中两组差压的比值,得到差压比值因子η,因子η反映了钝化的孔板下游流场相对于正常工况时的畸变程度,即η反映了钝化程度。通过分析仿真计算结果确定了P3取压点的最佳选取位置,并进一步得出η与钝化程度的计算式。通过计算式,可以实现钝化的在线识别与流量测量值修正。现场实流实验验证了识别算法的有效性,相对于国家标准,算法的误差在±1.0%以内。
- 李红文张涛
- 关键词：孔板流量计在线识别流场畸变
- 基于长喉径文丘里管的双差压湿气流量测量被引量：23
- 2012年
- 为实现湿气气液两相流量的在线非分离测量,提出一种基于长喉径单文丘里管的双差压湿气流量测量方法.通过理论分析和实验研究,揭示了湿气液气质量比和气相流速与长喉径文丘里管收缩段差压、扩张段差压之间存在一定的内在变化规律及物理本质.为有效提高测量精度,针对传统虚高模型的缺陷,提出了虚高模型的优化原则.建立了基于单文丘里管的气液两相测量模型,并通过迭代运算实现了气液两相流量的分相测量,对于压力p为0.10～0.16,MPa,气相弗劳德数0.4～0.7,液气质量比0～1范围内,气相流量测量的相对误差优于±3%,液相流量测量的满度误差小于±10%.
- 张强徐英张涛
- 关键词：文丘里管
- 可调压中压湿气实验装置的研制被引量：5
- 2014年
- 为了更好地模拟湿气两相流体的流动状态，开展基于不同湿气流量测量原理和方法的实验室研究，天津大学流量实验室设计和建造了可调压中压湿气实验装置.该装置设计压力为4,MPa，采用标准表法双闭环式设计，包含独立气体循环管路、独立液体循环管路和实验用混合管路.实验所用介质为空气和水，最高工作压力1.6,MPa，可实现气相流量范围3～1,000,m3/h，液相流量范围0.05～8.00,m3/h.本研究包括该装置结构设计、压损计算、关键设备选型、装置电气控制系统设计和调试等，并通过对系统不确定度分析，得到该可调压中压湿气装置气相测量不确定度为1.00%，液相测量不确定度为0.35%.
- 徐英尹存龙征海
- 长槽道内文丘里湿气流量测量虚高特性被引量：8
- 2011年
- 为了研究节流装置结构参数对湿气流量测量虚高特性的影响,设计了与传统文丘里管结构相对的边壁绕流型长槽道内文丘里节流装置,并对其湿气测量特性进行了实验研究,对比分析了节流装置水力直径和管道液相分布对虚高的影响。实验研究和理论分析表明,气相对液相加速的摩阻压降是影响虚高的重要因素,在相同工况条件下,节流装置流通区域的水力直径越小,液相分布越均匀,气液两相混合越充分,虚高值越大。对节流装置结构参数对虚高的影响进行了较为细致的分析,为基于边壁绕流型节流装置的湿气流量计的结构优化设计奠定了基础。
- 张强徐英张涛
- 关键词：节流装置文丘里管
- 双支撑锥形流量计蒸汽可膨胀修正系数的研究被引量：6
- 2016年
- 锥形流量计在测量过热蒸汽领域有较多的应用,但是经典的V-Cone结构锥形流量计安全性能低,测量过热蒸汽误差大。双支撑结构的锥形流量计可以有效提升锥形流量计的安全性能;同时,用过热蒸汽实验数据推导双支撑结构锥形流量计的可膨胀修正系数模型能够提升测量的精度。本次研究加工DN50、DN100、DN200口径的典型β值的双支撑结构锥形流量计,在国家蒸汽计量站完成实验测试,最终确定双支撑结构锥形流量计可膨胀修正系数数学模型,其不确定度小于1%。
- 齐锋锋徐英张涛许文达刘伟光
- 关键词：锥形流量计蒸汽计量不确定度
- 锥形流量计下游支撑及取压位置的试验研究被引量：4
- 2015年
- 锥形流量计应用广泛,其国际标准正在起草中。锥形流量计发展过程遇到两个问题:安全性和制造一致性差,具有双支撑结构的锥形流量计可解决此问题。为保证增加的双支撑结构不会影响锥形流量计的测量性能和较短的表体长度,需要研究下游支撑和下游取压位置。根据锥形流量计尾流流场的速度分布和压力分布的状况设计相关的改进试验,选择合适的下游支撑和下游取压位置。试验使用的锥形流量计经过特殊设计:锥体、下游支撑位置、下游取压位置都可以按照要求变换位置。试验得到适用于不同直径管道的下游取压位置和支撑位置的选取规律。不同管径和等效直径比下的锥形流量计试验数据显示:改进后的双支撑形式的锥形流量计样机比悬臂梁锥形流量计具有更好的流出系数不确定度。
- 刘伟光张涛邢通徐英
- 关键词：支撑位置
- 文丘里高压湿气测量虚高特性数值模拟被引量：9
- 2012年
- 给出一种高压条件下文丘里湿气虚高的预测方法.该方法基于计算流体动力学离散相模型,对标准文丘里(直径比为0.55,口径15.24,cm)虚高特性进行数值模拟.仿真流体介质为氮气和煤油,工作压力为2,MPa、4,MPa和6,MPa,气相流量为400,m3/h、600,m3/h、800,m3/h和1,000,m3/h,液相流量范围在0～65.11,m3/h之间.数值模拟实验虚高预测结果与英国国家工程实验室高压实流实验数据进行比较,虚高预测值的最大相对误差为5.14%,平均相对误差小于2.8%.同时,将TJU-CFD仿真模型与Steven等7个经典模型的气相流量预测能力进行了比较,在3个压力下,仿真模型依次排序为第2、第4及第3位,最大相对误差小于7.5%,平均误差为2.5%.
- 徐英段玉晗赵轶
- 关键词：文丘里湿气CFD数值模拟
- 湍流模型对双支撑型V锥流量计的适用性研究被引量：10
- 2015年
- 本研究旨在探索一种适用于双支撑型V锥流量计仿真工作的湍流模型。以50 mm、100 mm、200 mm口径共计6种样机为研究对象,在常温常压条件下,以水为介质,雷诺数范围为1.0×10^4-29.9×10^4,分别采用标准k-ε、RNG k-ε以及SST k-ω3种湍流模型对其流出系数及其线性度误差指标进行仿真预测。为验证仿真准确度,同时开展实流实验研究,将仿真预测结果与实流实验进行对比,结果表明SST k-ω模型对于不同结构的V锥流量计的仿真线性度误差在0.04%-0.32%,与实流实验吻合较好。利用SST k-ω模型预测的流出系数与实验数据的平均误差为6.6%,优于经典的k-ε模型,更适用于双支撑型V锥流量计流场仿真和流出系数的预测。
- 徐英陈吴晓张涛刘伟光
- 关键词：湍流模型V锥流量计仿真
- 管道复杂流场气固两相流DPM仿真优化被引量：34
- 2015年
- 针对Fluent中气固两相流离散相模型(DPM)仿真,为提高通用模型对管道节流复杂流场问题仿真时的准确性,在结合气相流场分析与固相颗粒受力分析的基础上,提出DPM优化的4项措施,即从气相速度入口模型、颗粒曳力模型、颗粒壁面碰撞模型、颗粒所受各个力的合理取舍4个方面进行优化.通用模型的优化通过调用Fluent相关宏并编制用户自定义函数(UDF)程序实现.实验已验证优化DPM的准确性明显优于通用DPM,具体体现在:两相流型转换时气相速度区间的模拟,颗粒沉降气相临界速度的模拟方面,这2项指标优化后比优化前分别提高55%和50%;在实验管道局部阻力损失与节流孔板前颗粒速度分布的模拟仿真方面,优化DPM显然具有更准确的优势.通过实流实验与仿真模拟的对比,证明优化是有效的.从研究过程可以得出,模型优化的方法对于其他类似的复杂流场工况具有通用性和工程实用价值.
- 张涛李红文
- 关键词：计算流体力学气固两相流用户自定义函数标准孔板
- Z法气体超声波流量计湿气测量的虚高预测模型被引量：4
- 2013年
- 引言湿气通常是指气相为连续相，液相为离散相的气液两相流。美国机械工程师学会ASME将其界定为Lockhart-Martinelli参数（L-M参数）X〈0．3的气液两相流[1]。湿气普遍存在于自然界与工业现场中，如常规天然气田井口产出气（湿天然气）、煤层气、湿饱和蒸汽以及页岩气等均属湿气。随着工业生产的发展，对湿气不分离计量的要求越来越高。然而已有研究表明，湿气流量测量问题非常复杂，检测难度很大，利用传统的单相气体流量计直接测量湿气流量，会因液相的影响而产生一定的误差，甚至无法正常工作[2]。因此研究各种单相仪表在测量湿气过程中所表现出的特性是十分重要的基础性工作。
- 徐英陈阳巴玺丽尹存张涛石弘然
- 关键词：截面含气率
