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3.7.4混合不均匀的双组分液体及其流量测量

(1)       混合不均匀的双组分液体的流动结构  混合不均匀的双组分液体的流动结构和气液两相流相近,但是,由于此时两相的黏性、密度以及两项分界面上的张力和气液两相流不同,因而在流动结构上也存在一定的差别。

图3.92所示为由密度为851kg/m3的油和水在垂直上升混合流动时的各种流动结构。随着油流量的增大,油水两相流逐渐由图示的细泡状流动结构、弹状流动结构、块状流动结构转变为雾状流动结构。在图中呈细泡及弹状结构的工质为油,在雾状流动结构中,雾滴的工质为水。

图3.92垂直上升油水混合物的流动结构

(a)细泡状流动结构;(b)弹状流动结构;(c)块状流动结构;(d)雾状流动结构

图3.93所示是油水混合液在水平管中的各种流动结构示意。当水流量较大而油流量较小时,油和水的流动结构为细泡位于管子上部的细泡状流动结构。当水流量和油流量均小时,油和水的流动结构为油在上面水在下面的的分层流动结构。当水流量及油流量增大时,油水分界面发生波动,形成波状流动结构。当水流量再增大时,形成弹状流动结构。当水及油的流量均较大时,油和水形成混合状流动结构。

图3.93所示的流动结构是油水密度相差较多时的流动结构,当两种液体的密度相近时,混合物流动结构中的油和水分布情况要比图3.93所示的均匀。

图3.93水平油水混合物的流动结构

(a)细泡状流动结构;(b)分层流动结构;(c)波状流动结构;(e)混合状流动结构

(2)       混和不均匀的双组分液体的流量测量方法  从上面的流动结构分析可以看出,混合不均匀的双组分液体分层流动时,对流量测量影响较大,由于上层液体和下层液体之间黏度和密度存在差异,因此,流速也存在差异。也是对以流速测量为基础的流量计的测量带来误差。

   从图3.92可看出,垂直上升管道中的此类混合物流动不存在分层流动的情况,而且在流速较高时,流体呈雾状结构,可将其近似看作均相流体,从而可用通用单相流量计进行测量。

 

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