管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣液兩相流動(dòng)領(lǐng)域，具體涉及一種管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在游艇等船舶中，柴油機(jī)常采用水下排氣方式，因?yàn)椴捎盟屡艢饪擅黠@降低排氣噪聲和紅外輻射，從而為游客提供安靜的游樂(lè)環(huán)境。在此類柴油機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)及空載運(yùn)行時(shí)，因排氣壓力及流量降低，存在海水由排氣管倒灌入柴油機(jī)內(nèi)而造成柴油機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞的風(fēng)險(xiǎn)。為了防止柴油機(jī)發(fā)生水倒灌事故，需研究水下排氣管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)特性，也即管內(nèi)氣相流量與倒流液相流量之間的關(guān)系。
[0003]管內(nèi)氣液兩相流動(dòng)廣泛存在于石油化工、蒸汽動(dòng)力及船舶海洋工程等工業(yè)行業(yè)中，準(zhǔn)確測(cè)定管內(nèi)氣、液兩相各自的流量大小與相關(guān)裝置的安全可靠高效工作密切相關(guān)。因氣液兩相流動(dòng)時(shí)不具有穩(wěn)定的相分界面，隨含氣率的不同，管內(nèi)氣液兩相流動(dòng)呈現(xiàn)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(nèi)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(dǎo)探針及射線等技術(shù)手段可對(duì)管內(nèi)氣液兩相流含氣率實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量，但所得含氣率結(jié)果的誤差較大。
[0004]在氣液兩相同向流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中，為準(zhǔn)確計(jì)量管內(nèi)氣液兩相各自的流量，往往采用在實(shí)驗(yàn)管段后增設(shè)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(jìn)而分別測(cè)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(dòng)過(guò)程，如何在不影響氣液逆向流動(dòng)過(guò)程前提下準(zhǔn)確計(jì)量液相倒流流量，是管內(nèi)氣液逆向流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)研究亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的，目的在于提供一種能夠測(cè)量水下排氣管內(nèi)不發(fā)生水倒流時(shí)的臨界排氣速度，并且能夠準(zhǔn)確測(cè)量管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)特性的管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置。
[0006]本發(fā)明提供的管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于，包括:供風(fēng)部，包含:用于提供氣體的風(fēng)機(jī)、與排氣管的一端連接用于輸送氣體的送風(fēng)管、設(shè)置在送風(fēng)管上用于測(cè)量氣體的氣體溫度的第一溫度計(jì)、設(shè)置在送風(fēng)管上用于測(cè)量氣體的氣體流量的流量計(jì)和設(shè)置在送風(fēng)管上用于測(cè)量氣體的第一壓力的第一壓力計(jì)；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(shè)置在本體的頂部用于排出氣體的出氣口、設(shè)置在本體的頂部用于給本體注入液體的進(jìn)水口以及安裝在本體側(cè)面的底部用于測(cè)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(jì)；低位水箱，安裝在排氣管與送風(fēng)管之間，用于測(cè)量倒流的液體流量并起到防止倒流的液體進(jìn)入供風(fēng)部的作用，低位水箱的頂部安裝有用于測(cè)量低位水箱內(nèi)第二壓力的第二壓力計(jì)，側(cè)面底部安裝有用于測(cè)量低位水箱內(nèi)液體的第二液位的壓差液位計(jì)；檢測(cè)部，用于檢測(cè)排氣管內(nèi)是否有液體流動(dòng)；數(shù)據(jù)采集部，根據(jù)檢測(cè)部檢測(cè)的結(jié)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(shù)據(jù)處理部，根據(jù)氣體溫度、氣體流量、第一壓力、排氣管的內(nèi)徑、第二壓力和第二液位的增速基于預(yù)定規(guī)則得到臨界排氣速度和液體倒流特性規(guī)律；其中，排氣管的另一端插入本體側(cè)面的底部，并且壓力式液位計(jì)與排氣管的軸心在同一高度上，供風(fēng)部提供的氣體通過(guò)排氣管進(jìn)入高位水箱，供水部提供的液體從進(jìn)水口進(jìn)入高位水箱內(nèi)，從而形成氣液兩相逆流。
[0007]本發(fā)明的管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)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(nèi)是否有液相倒流發(fā)生以及液相倒流時(shí)氣液兩相逆向流動(dòng)的狀態(tài)，本體側(cè)面的底部設(shè)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(dòng)的狀態(tài)。
[0008]本發(fā)明的管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置還可以具有這樣的特征:其中，高位水箱還包括設(shè)置在本體的底部的第一排水口，用于排出本體內(nèi)的液體。
[0009]本發(fā)明的管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)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(gè)設(shè)置在本體側(cè)面上的溢流管，溢流管使得本體內(nèi)液體的液面維持在溢流管所在位置高度。
[0010]本發(fā)明的管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置還可以具有這樣的特征:其中，風(fēng)機(jī)為高壓變頻風(fēng)機(jī)。
[0011]本發(fā)明的管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置還可以具有這樣的特征:其中，供風(fēng)部還包括:用于消除氣流脈動(dòng)影響的氣體穩(wěn)壓箱和用于降低氣體湍流度的整流格柵，氣體穩(wěn)壓箱的一端與風(fēng)機(jī)連接，另一端與送風(fēng)管連接，整流格柵安裝在送風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)口端管內(nèi)。
[0012]本發(fā)明的管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置還可以具有這樣的特征:其中，供水部上設(shè)置有第二溫度計(jì)，用于測(cè)量供水部?jī)?nèi)液體的溫度。
[0013]本發(fā)明的管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置還可以具有這樣的特征:其中，低位水箱的底部設(shè)置有第二排水口，用于排出低位水箱內(nèi)的液體。
[0014]發(fā)明的作用與效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明所涉及的管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置，因?yàn)楸倔w頂部設(shè)置有出氣口和進(jìn)水口，排氣管的一端插入本體的側(cè)面底部，本體的側(cè)面底部與排氣管的軸心同一高度處設(shè)置有壓力式液位計(jì)，能夠測(cè)量本體內(nèi)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(jìn)入低位水箱，從而能夠防止到流水進(jìn)入供風(fēng)部，低位水箱的頂部安裝有第二壓力計(jì)，用于測(cè)量低位水箱內(nèi)的第二壓力，側(cè)面底部安裝有壓差液位計(jì)，用于測(cè)量低位水箱內(nèi)液體的第二液位，因此在氣液逆向流動(dòng)工況下能夠根據(jù)第二液位的增速間接測(cè)量到流水的流量，從而避免了直接稱重造成的誤差，送風(fēng)管上設(shè)置有第一溫度計(jì)、流量計(jì)和第一壓力計(jì)，分別能夠測(cè)量風(fēng)機(jī)提供的氣體的氣體溫度、氣體流量和第一壓力，進(jìn)水口與供水部連接，供水部提供的液體通過(guò)進(jìn)水口進(jìn)入本體內(nèi)，風(fēng)機(jī)提供的氣體通過(guò)排氣管進(jìn)入本體內(nèi)，從而在排氣管內(nèi)形成氣液逆向流動(dòng)，檢測(cè)部能夠檢測(cè)排氣管內(nèi)是否有液體倒流，數(shù)據(jù)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(nèi)的液位增速和本體內(nèi)的液位，數(shù)據(jù)處理部基于預(yù)定規(guī)則得到臨界倒流時(shí)氣體的臨界排氣速度和液體倒流特性規(guī)律，因此，本發(fā)明的管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置不僅能夠得到臨界倒流時(shí)氣體的臨界排氣速度，而且能夠準(zhǔn)確測(cè)量氣液逆向流動(dòng)工況下倒流水的流量，并且具有測(cè)量精確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置作具體闡述。
[0018]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]如圖1所示，管內(nèi)氣液兩相逆向流動(dòng)檢測(cè)裝置100用于測(cè)量排氣管200內(nèi)液體不發(fā)生倒流時(shí)氣體的臨界排氣速度，而且還能夠通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量得到水下排氣管內(nèi)氣液逆向流動(dòng)特性，還能獲得排氣口水位深度變化對(duì)排氣管防止水倒流臨界氣速及水倒流特性的影響，所得結(jié)果能夠?yàn)榘踩纸?jīng)濟(jì)地選取柴油機(jī)空載時(shí)不發(fā)生倒灌的最低轉(zhuǎn)速提供依據(jù)，還可為核電反應(yīng)堆失水事故下的安全性分析提供參考。在本實(shí)施例中，排氣管200為透明有機(jī)玻璃管，長(zhǎng)度為2m，內(nèi)徑為130mmo
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