摘(zhai)要：針對(dui)高含氣(qi)率條件(jian)下V 錐流(liu)量計 内(nei)氣液相(xiang)分布及(ji)對V錐下(xia)遊壓力(li)恢複影(ying)響進行(hang)了實驗(yan)研究，考(kao)查了不(bu)同流型(xing)的來流(liu)以及節(jie)流比對(dui)🤞氣液🔴相(xiang)分布的(de)影響，獲(huo)得🔞了不(bu)同節流(liu)比V錐流(liu)量計的(de)壓力恢(hui)複長度(du)。研究表(biao)明：氣😍液(ye)兩相流(liu)流經V錐(zhui)後👨‍❤️‍👨，其流(liu)動狀态(tai)可能發(fa)生轉變(bian)，節流比(bi)越小，來(lai)流的變(bian)🎯化越明(ming)顯；流态(tai)的變化(hua)直🔴接影(ying)響V錐流(liu)量計内(nei)的壓🤞力(li)分布，氣(qi)液兩相(xiang)流條件(jian)下V錐流(liu)量計所(suo)需的壓(ya)力恢複(fu)長度㊙️與(yu)單相流(liu)體相比(bi)較短。對(dui)于節流(liu)比爲0.45的(de)☀️V錐🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流量(liang)計，高含(han)氣率⁉️條(tiao)件下，下(xia)遊壓力(li)在6D（D爲管(guan)道内徑(jing)）處可以(yi)恢複，部(bu)分工況(kuang)下，壓❓力(li)在下遊(you)3D處也可(ke)恢複，而(er)節流比(bi)爲0.55、0.65和0.75的(de)V錐流🛀🏻量(liang)計，壓力(li)在下遊(you)3D即可恢(hui)複。研究(jiu)結果🏃‍♂️可(ke)爲開發(fa)基🏃‍♀️于單(dan)V錐節流(liu)元件的(de)氣液兩(liang)相✉️流量(liang)在線測(ce)量方法(fa)提供理(li)♋論指導(dao)。
　　高含氣(qi)率氣液(ye)兩相流(liu)（體積含(han)氣率φ超(chao)過95%）廣泛(fan)存在于(yu)石🌐油💛、核(he)能、化工(gong)、動力等(deng)工業過(guo)程中，其(qi)流量在(zai)線💋測量(liang)🏃一直是(shi)多☔相流(liu)㊙️領域的(de)熱點和(he)難點問(wen)題。例如(ru)，在天然(ran)氣開采(cai)✍️過程中(zhong)，氣井出(chu)口産氣(qi)往往爲(wei)攜帶少(shao)量液相(xiang)的天然(ran)氣，屬于(yu)典型的(de)高含氣(qi)率氣液(ye)兩💰相流(liu)。以我國(guo)💛陸上最(zui)大的整(zheng)裝氣田(tian)蘇裏格(ge)氣田爲(wei)🎯例，其采(cai)用了井(jing)間串接(jie)工藝生(sheng)産模式(shi)，這種生(sheng)産模式(shi)由于國(guo)内外均(jun)沒有在(zai)線測量(liang)氣液流(liu)量的低(di)成本技(ji)術，難以(yi)獲得單(dan)井生産(chan)數據，嚴(yan)重影響(xiang)到了對(dui)氣藏出(chu)水的準(zhun)确預測(ce)、配産的(de)💔科學管(guan)理、增産(chan)措施的(de)科學設(she)計等[1-2]。
　　當(dang)前，采用(yong)最多的(de)高含氣(qi)率氣液(ye)流量在(zai)線測量(liang)方法爲(wei)“組🌐合法(fa)”，即通過(guo)兩個或(huo)多個單(dan)相流量(liang)計（傳感(gan)器）串聯(lian)起來，通(tong)🏃‍♀️過求解(jie)單❌相流(liu)量計對(dui)應的測(ce)量方🔆程(cheng)得到氣(qi)液兩🌈相(xiang)的流量(liang)。其中，采(cai)用最多(duo)的是 差(cha)壓流量(liang)計 （ 孔闆(pan)流量計(ji) 、文丘裏(li)管、V錐流(liu)量計等(deng)）和其他(ta)傳感器(qi)（包括速(su)度式、容(rong)積式、質(zhi)量式、伽(ga)馬射線(xian)、微波以(yi)及紅外(wai)光譜傳(chuan)感✏️器等(deng)）的組🌈合(he)型式[3]。自(zi)20世紀🏃🏻50年(nian)代起，人(ren)們就開(kai)始探索(suo)氣液兩(liang)相流在(zai)🌏線測量(liang)技術，到(dao)🍓20世紀90年(nian)代，其商(shang)業應用(yong)開始興(xing)🔅起，許多(duo)研🈲究機(ji)構和公(gong)司相繼(ji)推出了(le)一🌈系列(lie)的氣液(ye)在線測(ce)量流🛀🏻量(liang)計此外(wai)，這㊙️些裝(zhuang)置所用(yong)測量模(mo)型對工(gong)況變化(hua)的适應(ying)性不強(qiang)，多需要(yao)進行🌐現(xian)場标定(ding)，并且其(qi)價格高(gao)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼昂不适(shi)于氣井(jing)單井計(ji)量等對(dui)成本要(yao)求較苛(ke)刻場合(he)。因此，迫(po)切✊需要(yao)開發出(chu)成本低(di)廉、準确(que)可靠的(de)♍氣液流(liu)量在線(xian)測量技(ji)✉️術和方(fang)法。
　　作爲(wei)一種新(xin)型的差(cha)壓式流(liu)量計，V錐(zhui)流量計(ji)因其具(ju)有信♻️号(hao)穩定、壓(ya)損低、量(liang)程比寬(kuan)、所需直(zhi)管段短(duan)等優點(dian)[11-27]，近年來(lai)在多相(xiang)流測量(liang)領域受(shou)到了越(yue)來越多(duo)的關注(zhu)。deLeeuw發♌現，差(cha)壓流量(liang)計測量(liang)氣液兩(liang)相流時(shi)，其壓力(li)損失能(neng)夠🛀反映(ying)氣液流(liu)量、相含(han)率、氣液(ye)密度比(bi)等參👄數(shu)的變化(hua)，可用進(jin)行氣液(ye)流量在(zai)線測量(liang)[16]。根據Steven的(de)研究結(jie)果[17]，He等采(cai)用節流(liu)比爲0.55的(de)V錐流量(liang)計，結合(he)V錐流量(liang)計壓力(li)損失特(te)性📱，建立(li)了🧑🏾‍🤝‍🧑🏼基于(yu)單V錐節(jie)流裝置(zhi)的氣液(ye)兩相流(liu)在線測(ce)量🈲方法(fa)[14]。确定V錐(zhui)下遊壓(ya)❌力恢複(fu)位💚置，是(shi)準确獲(huo)得壓力(li)損失的(de)前提，但(dan)是目前(qian)尚缺乏(fa)👣針對V錐(zhui)流量計(ji)下遊壓(ya)力恢複(fu)特性的(de)系統研(yan)究。值得(de)注意的(de)是🏃‍♂️，He等在(zai)計算壓(ya)力損失(shi)時，認爲(wei)壓力在(zai)V錐下遊(you)3倍管徑(jing)處即可(ke)恢複[14]。因(yin)此，研究(jiu)V錐流量(liang)計壓力(li)恢複特(te)性，獲得(de)下遊壓(ya)力恢複(fu)位置，對(dui)于建立(li)基于㊙️單(dan)V錐節流(liu)裝置的(de)氣液兩(liang)相流在(zai)線測量(liang)方法十(shi)分🏃🏻‍♂️關鍵(jian)。
　　針對V錐(zhui)流量計(ji)，通過實(shi)驗對不(bu)同節流(liu)比的V錐(zhui)流量計(ji)壓力恢(hui)複㊙️特性(xing)進行了(le)研究。首(shou)先，研究(jiu)了V錐流(liu)量🌏計内(nei)氣液相(xiang)分布特(te)🛀🏻性，重🏃點(dian)考查了(le)不同流(liu)型來流(liu)🐪流經V錐(zhui)🌂後的變(bian)化，以及(ji)節流比(bi)對氣液(ye)相分布(bu)的影響(xiang)；其次，分(fen)析了V錐(zhui)流量計(ji)下遊壓(ya)力恢複(fu)🌈特性，對(dui)比了單(dan)相和氣(qi)👈液兩相(xiang)條件下(xia)V錐下遊(you)壓力恢(hui)複位置(zhi)的變化(hua)；最後，給(gei)出了不(bu)同節流(liu)比V錐流(liu)量計的(de)下遊壓(ya)力恢複(fu)長度。研(yan)究結果(guo)爲建立(li)基于單(dan)V錐節流(liu)元♉件的(de)氣液兩(liang)相流量(liang)在線測(ce)量方法(fa)提供🤞了(le)技術支(zhi)撐。
1實驗(yan)裝置及(ji)方法
1.1.V錐(zhui)流量計(ji)
　　V錐流量(liang)計的節(jie)流元件(jian)結構如(ru)圖1所示(shi)，節流元(yuan)件由前(qian)🐉、後錐角(jiao)分别爲(wei)α和θ的兩(liang)個V形錐(zhui)體組成(cheng)，并且由(you)支撐杆(gan)固定🌈在(zai)管道上(shang)；高壓取(qu)壓口位(wei)于V錐元(yuan)件上遊(you)☂️，低壓取(qu)💛壓口位(wei)于後錐(zhui)體的頂(ding)點處，穿(chuan)過錐體(ti)由支撐(cheng)杆引出(chu)管外。V錐(zhui)流🈲量計(ji)水平放(fang)置,其前(qian)、後錐角(jiao)分♍别爲(wei)45°和135°。基于(yu)内徑D爲(wei)50mm的管道(dao)，通過改(gai)變錐體(ti)直徑d，設(she)♻️計了節(jie)流比β分(fen)别爲0.45、0.55、0.65和(he)0.75的4個V錐(zhui)流量計(ji)；同時，爲(wei)了觀察(cha)氣液兩(liang)相流☁️的(de)💃🏻流型✔️特(te)征及流(liu)經V錐前(qian)後的變(bian)化，測試(shi)管道采(cai)用透🐉明(ming)的❤️有機(ji)玻璃🈚管(guan)。實驗段(duan)及錐體(ti)實物圖(tu)如圖㊙️2所(suo)示。
1.2實驗(yan)系統
　　氣(qi)、水兩相(xiang)流實驗(yan)系統流(liu)程如圖(tu)3所示。實(shi)驗介質(zhi)采用的(de)是🚶‍♀️壓縮(suo)㊙️空氣和(he)自來水(shui)。空氣流(liu)量由精(jing)度爲0.5%的(de)科氏🌐質(zhi)量流量(liang)計進行(hang)計量，水(shui)流量由(you)精度爲(wei)0.2%的電磁(ci)流量計(ji)或精🐕度(du)爲0.1%的🌏科(ke)氏質量(liang)流量計(ji)進行計(ji)量，依據(ju)不同的(de)實驗工(gong)況選擇(ze)不同的(de)流量計(ji)；計量後(hou)⭐的空氣(qi)和水在(zai)混合器(qi)内實現(xian)氣液混(hun)合，然後(hou)流經一(yi)定長度(du)的直管(guan)段，進入(ru)實驗📞段(duan)進行實(shi)驗。爲了(le)保證氣(qi)液充分(fen)混合和(he)流動充(chong)分發展(zhan)，從混合(he)器出口(kou)到V錐測(ce)試段入(ru)口的直(zhi)管段長(zhang)度約爲(wei)150D；實🧑🏾‍🤝‍🧑🏼驗段(duan)出口的(de)氣液混(hun)合物由(you)分離器(qi)進行🐕分(fen)離，空氣(qi)直接排(pai)入大氣(qi)中，水進(jin)入儲水(shui)箱進行(hang)循環利(li)用。


　　壓力(li)P由精度(du)爲0.075%的Rosemount3051CG型(xing)壓力傳(chuan)感器測(ce)量，差壓(ya)△P由精度(du)爲🐇0.075%的☎️Rosemount3051CD型(xing)☁️差🔴壓傳(chuan)感器測(ce)量。溫度(du)由Pt100溫度(du)傳感器(qi)測量，其(qi)精度爲(wei)±0.15℃。實驗數(shu)據由NIUSB-6229數(shu)據采集(ji)系統和(he)基于LabVIEW的(de)測量軟(ruan)件獲得(de)，采集的(de)數據包(bao)括氣、液(ye)流量、溫(wen)度、壓力(li)、差壓等(deng)。實驗中(zhong)根據測(ce)量儀表(biao)的響應(ying)頻率特(te)性，設定(ding)采樣頻(pin)率爲500Hz，每(mei)個工況(kuang)⭐采樣時(shi)間爲60s。采(cai)用奧林(lin)巴斯（Olympus）公(gong)司的i-SPEEDTR高(gao)速攝像(xiang)機記錄(lu)V錐流量(liang)計内的(de)氣液流(liu)動狀态(tai)。

1.3測試方(fang)法
　　爲了(le)判斷V錐(zhui)下遊的(de)壓力恢(hui)複位置(zhi)，實驗過(guo)程中沿(yan)流動方(fang)向在V錐(zhui)節流裝(zhuang)置上布(bu)置了P1′、P1、P0、P2、P3和(he)P4共計6個(ge)取壓點(dian)，如圖4所(suo)🌍示。其中(zhong)，P1′、P1分别位(wei)于V錐上(shang)遊5D和1D處(chu)，P0位于V錐(zhui)錐尾取(qu)壓口處(chu)，P2、P3和P4分别(bie)位于V錐(zhui)下遊3D、6D和(he)9D處，取壓(ya)點之間(jian)的距離(li)L0、L1、L2、L3、L4如⛱️圖4所(suo)示。實驗(yan)過程中(zhong)測量5個(ge)差壓（△P0、△P1、△P2、△P3和(he)△P4）和一💚個(ge)壓力P4。其(qi)中☂️，△P1爲前(qian)差壓，△P2、△P3和(he)△P4爲後差(cha)壓。根據(ju)壓力P4與(yu)差壓之(zhi)間的關(guan)系，計算(suan)其餘5個(ge)取壓點(dian)處的靜(jing)壓。取壓(ya)點的位(wei)置、靜壓(ya)和差壓(ya)的關系(xi)見表💰1。

　　實(shi)驗中根(gen)據測量(liang)差壓的(de)範圍選(xuan)擇不同(tong)量程的(de)傳感🐉器(qi)，采用 便(bian)攜式 375手(shou)操器 根(gen)據測量(liang)工況對(dui)儀表的(de)量程範(fan)圍進行(hang)調校，使(shi)測量儀(yi)表保持(chi)最佳測(ce)量範圍(wei)。另外，除(chu)錐尾低(di)壓取壓(ya)點外，其(qi)餘的取(qu)壓點✔️均(jun)位于管(guan)道上壁(bi)面。實驗(yan)中過程(cheng)中并未(wei)發現導(dao)壓管🔴中(zhong)積液❌現(xian)象，僅有(you)少量的(de)液滴進(jin)入導壓(ya)管内，對(dui)壓力和(he)差壓測(ce)量基本(ben)沒有影(ying)響。因此(ci)，在氣液(ye)兩相流(liu)測量範(fan)圍内，壓(ya)力、差壓(ya)傳感器(qi)的導壓(ya)管無需(xu)加裝過(guo)濾器。
1.4實(shi)驗工況(kuang)設計
　　氣(qi)液兩相(xiang)流的氣(qi)液分相(xiang)流量、壓(ya)力等流(liu)動參數(shu)以及💞節(jie)流比✉️對(dui)♉V錐測量(liang)氣液兩(liang)相流時(shi)流動和(he)壓力分(fen)🌏布特性(xing)的影響(xiang)規律。節(jie)流比爲(wei)0.45、0.55、0.65與0.75的4個(ge)V錐節流(liu)裝置。對(dui)每個節(jie)流裝😄置(zhi)，測量了(le)0.10、0.15、0.20及0.30MPa共計(ji)4組壓力(li)；每組壓(ya)力對應(ying)4組不同(tong)的氣相(xiang)流量，每(mei)組氣相(xiang)流量調(diao)節10次左(zuo)右的液(ye)相流量(liang)。實驗工(gong)況參數(shu)如表2所(suo)示。

　　實驗(yan)中，不同(tong)節流比(bi)V錐流量(liang)計的實(shi)驗工況(kuang)基本相(xiang)同，由于(yu)實驗過(guo)程中的(de)操作誤(wu)差而略(lue)有差異(yi)。以β=0.75的V錐(zhui)流🌏量計(ji)爲例，其(qi)實驗工(gong)況在經(jing)典的Mandhane流(liu)型圖[18]上(shang)的分布(bu)如圖5所(suo)示。圖中(zhong)Usg和Usl分别(bie)爲🔆氣、液(ye)表觀流(liu)速，如下(xia)式所示(shi)
???
式中：mg和(he)ml分别爲(wei)氣、液相(xiang)質量流(liu)量；ρg和ρl分(fen)别爲氣(qi)、液相密(mi)✌️度。
　　可知(zhi)，測試工(gong)況位于(yu)光滑分(fen)層流、波(bo)狀分層(ceng)流、環狀(zhuang)流以及(ji)彈狀流(liu)區域。其(qi)中大部(bu)分工況(kuang)點位于(yu)波狀分(fen)層🌈流和(he)環狀流(liu)區⭕域。

2實(shi)驗結果(guo)及分析(xi)
2.1V錐流量(liang)計内相(xiang)分布特(te)性
　　氣液(ye)兩相流(liu)流過V錐(zhui)後其流(liu)動的變(bian)化主要(yao)取決于(yu)來流☎️流(liu)型和錐(zhui)體結構(gou)。不同流(liu)型的來(lai)流流過(guo)同一V錐(zhui)節流元(yuan)件，可能(neng)呈現出(chu)不同的(de)相分布(bu)特性；同(tong)一流型(xing)流過不(bu)同結構(gou)的🍓錐體(ti)後，也可(ke)能呈現(xian)出不同(tong)的相分(fen)布特性(xing)。
　　當來流(liu)爲光滑(hua)分層流(liu)時，流體(ti)經過錐(zhui)體喉部(bu)加速，然(ran)後噴出(chu)，使得管(guan)道下部(bu)的分層(ceng)液體破(po)碎形成(cheng)液滴，飛(fei)濺到管(guan)道上壁(bi)面（見🌈圖(tu)6）。節流比(bi)越小（即(ji)V錐錐體(ti)越大），噴(pen)射速度(du)越高，飛(fei)濺至管(guan)道上壁(bi)面的液(ye)體也越(yue)多。液相(xiang)的加速(su)和破碎(sui)，使錐✔️後(hou)的管道(dao)下部液(ye)體😄發生(sheng)波動；節(jie)✨流比越(yue)小，波動(dong)程度越(yue)大；在V錐(zhui)下遊一(yi)🐕定距離(li)處波動(dong)逐漸減(jian)弱，例如(ru)節流比(bi)爲0.55的V錐(zhui)節流裝(zhuang)置，在V錐(zhui)下遊約(yue)3D處，液膜(mo)的波動(dong)逐漸變(bian)小（見圖(tu)6b）。

　　圖7展示(shi)了來流(liu)爲波狀(zhuang)分層流(liu)時的情(qing)況。與光(guang)滑分層(ceng)流相比(bi)，來流液(ye)體的增(zeng)多，減小(xiao)了氣體(ti)的流通(tong)面㊙️積，V錐(zhui)喉部氣(qi)液作用(yong)劇烈，高(gao)速的氣(qi)流攜帶(dai)更多的(de)液體至(zhi)管道内(nei)壁。當攜(xie)帶的液(ye)量足夠(gou)多時，會(hui)在管道(dao)上部形(xing)成連續(xu)液膜（如(ru)圖7a所❌示(shi)），使來流(liu)轉變成(cheng)環⛷️狀流(liu)。來流工(gong)況基本(ben)相同時(shi)，能否轉(zhuan)變成環(huan)狀流則(ze)取決于(yu)節流比(bi)的大小(xiao)。如圖7所(suo)示，節流(liu)比爲0.75的(de)V錐裝置(zhi)，下遊管(guan)道上部(bu)🌈僅有少(shao)🈲量的液(ye)滴和液(ye)條；随着(zhe)節流比(bi)的減小(xiao)，液滴和(he)液條也(ye)逐漸增(zeng)多，當🌏節(jie)流比爲(wei)0.45時，V錐下(xia)遊♌爲環(huan)狀流态(tai)。

　　圖8所(suo)示，來流(liu)爲彈狀(zhuang)流流型(xing)時，彈頭(tou)部位的(de)大股液(ye)體，經✏️過(guo)V錐之後(hou)劇烈破(po)碎，與氣(qi)體進行(hang)混合，形(xing)成環狀(zhuang)流♉。可以(yi)預測，與(yu)來流的(de)彈狀流(liu)流型相(xiang)比，此時(shi)的環狀(zhuang)流氣核(he)中夾帶(dai)更多液(ye)體，管道(dao)内壁上(shang)的液膜(mo)分布也(ye)較爲均(jun)勻，并且(qie)節流比(bi)越小，氣(qi)核中夾(jia)帶的😍液(ye)量也越(yue)多。

　　環狀(zhuang)流流過(guo)V錐節流(liu)元件時(shi)，由于V錐(zhui)節流裝(zhuang)置環形(xing)通道特(te)🌈點，V錐對(dui)環狀流(liu)的破壞(huai)較小，下(xia)遊仍然(ran)呈環狀(zhuang)流型（如(ru)圖9所☎️示(shi)）。由🏃‍♂️于喉(hou)部的加(jia)速，氣液(ye)剪切作(zuo)用強烈(lie)，使得液(ye)膜破碎(sui)成液滴(di)，導緻氣(qi)核中液(ye)滴夾帶(dai)量增加(jia)；相同工(gong)況條件(jian)下，節流(liu)比越小(xiao)，液膜越(yue)容易破(po)碎，氣核(he)中液滴(di)夾帶量(liang)越大。

　　如(ru)圖10所示(shi)：表觀氣(qi)速較低(di)時，來流(liu)的表觀(guan)液量越(yue)大，錐後(hou)液體😄被(bei)卷吸的(de)高度也(ye)越高，卷(juan)吸距離(li)越短，同(tong)時飛濺(jian)液💛量越(yue)多，越容(rong)易在下(xia)遊管壁(bi)上形成(cheng)液膜（見(jian)圖10a～10d）；表觀(guan)氣速較(jiao)高時，随(sui)着表觀(guan)液量增(zeng)大，錐後(hou)的氣液(ye)作用越(yue)劇烈，氣(qi)核中夾(jia)帶的液(ye)體越多(duo)，氣液分(fen)布越均(jun)勻（見圖(tu)10e～10h）。

2.2壓力恢(hui)複長度(du)
　　V錐節流(liu)裝置的(de)壓力恢(hui)複長度(du)，是指從(cong)V錐錐尾(wei)取壓孔(kong)到下遊(you)✨壓🐇力基(ji)本不再(zai)變化位(wei)置處的(de)距離[19]。該(gai)處流體(ti)的動能(neng)已🔴恢複(fu)，從該處(chu)往下遊(you)，壓力沿(yan)流動方(fang)💘向降低(di)主要是(shi)流體之(zhi)🔅間以及(ji)💋流體與(yu)壁面之(zhi)間的🔅摩(mo)擦造成(cheng)的。
2.2.1壓力(li)恢複位(wei)置判定(ding)圖11所示(shi)爲氣液(ye)兩相流(liu)流經V錐(zhui)時6個取(qu)壓🧡位置(zhi)處的靜(jing)壓力。可(ke)以發現(xian)，氣液兩(liang)相流流(liu)過🥰V錐之(zhi)後，動能(neng)迅速恢(hui)複，壓力(li)升高，然(ran)後趨于(yu)穩✏️定。壓(ya)力㊙️恢複(fu)位置可(ke)能受到(dao)氣、液相(xiang)流量、節(jie)流比等(deng)因素的(de)影響，隻(zhi)有确定(ding)了V錐下(xia)遊的壓(ya)力恢複(fu)位置🤞，才(cai)能合理(li)布置下(xia)遊高壓(ya)取壓點(dian)的位置(zhi)，得到準(zhun)确🆚的壓(ya)力損失(shi)。這對于(yu)利用V錐(zhui)節流裝(zhuang)置的壓(ya)損特性(xing)，建立基(ji)于單節(jie)流裝置(zhi)的氣液(ye)兩相流(liu)在線測(ce)量模型(xing)十分關(guan)鍵。

　　根(gen)據下遊(you)壓力的(de)分布特(te)性可知(zhi)，當V錐下(xia)遊3個取(qu)壓🏃點的(de)壓❌力滿(man)足P2＞P3＞P4時，則(ze)認爲V錐(zhui)下遊壓(ya)力在P2處(chu)（3D）已恢複(fu)；當滿❗足(zu)P2＜P3＞P4時，則可(ke)認爲下(xia)遊壓力(li)在P3處（6D）已(yi)恢複。
定(ding)義

　　按照(zhao)上述判(pan)别方法(fa)，若△P3-2＜0且△P4-3＜0，則(ze)在V錐下(xia)遊3D處壓(ya)力已恢(hui)複；若△P3-2＞0且(qie)△P4-3＜0，則在V錐(zhui)下遊6D處(chu)壓力已(yi)恢複。
2.2.2單(dan)相流體(ti)壓力恢(hui)複長度(du)實驗研(yan)究了空(kong)氣和水(shui)兩種單(dan)相介質(zhi)情況下(xia)V錐流量(liang)計的壓(ya)力恢複(fu)長度。由(you)圖12可知(zhi)，測♌量介(jie)質爲🧑🏽‍🤝‍🧑🏻空(kong)氣時，對(dui)于節流(liu)比爲0.45和(he)0.55的V錐節(jie)流裝置(zhi)，其下遊(you)壓力在(zai)V錐下遊(you)3D處并🔞未(wei)完全恢(hui)複，而6D時(shi)可以認(ren)爲壓力(li)🔞已完全(quan)恢複，因(yin)此其壓(ya)力恢複(fu)💞長度大(da)于3D；對于(yu)節流比(bi)爲0.75的V錐(zhui)節流裝(zhuang)置，其下(xia)遊壓力(li)在V錐下(xia)遊3D處則(ze)可以完(wan)全恢複(fu)；節流比(bi)爲0.65的🌏V錐(zhui)節流裝(zhuang)置，當氣(qi)體雷諾(nuo)數Reg≥0.6×105時🔱，也(ye)可以認(ren)爲其壓(ya)力在V錐(zhui)下遊3D處(chu)已完全(quan)恢複。當(dang)流動介(jie)質爲水(shui)時，如圖(tu)13所示爲(wei)△P3-2和△P4-3随液(ye)體雷諾(nuo)數Rel的變(bian)化，4個👨‍❤️‍👨不(bu)同節流(liu)比的V錐(zhui)節💰流裝(zhuang)置下遊(you)壓力恢(hui)複處的(de)位置與(yu)測量空(kong)氣時所(suo)需的恢(hui)複長✉️度(du)基本相(xiang)同。

2.2.3氣液(ye)兩相流(liu)時的壓(ya)力恢複(fu)長度如(ru)圖14和15所(suo)示，測量(liang)氣液兩(liang)相流時(shi)V錐流量(liang)計下遊(you)壓力恢(hui)複長度(du)與測量(liang)單相流(liu)時并不(bu)完全相(xiang)同。對于(yu)節流比(bi)爲0.45的V錐(zhui)流💃量計(ji)，空氣中(zhong)引入少(shao)量水後(hou)，當☎️體積(ji)含氣率(lü)小于99.5%時(shi)，部分測(ce)試工況(kuang)所需的(de)壓力恢(hui)複長度(du)與單相(xiang)空氣相(xiang)比變短(duan)，但仍有(you)一些實(shi)🌈驗工況(kuang)的壓力(li)恢複長(zhang)度需要(yao)大于3D，而(er)📐在下遊(you)6D處壓力(li)能夠完(wan)全恢複(fu)。在🐆圖14中(zhong)，節流比(bi)爲0.55的V錐(zhui)流⛱️量計(ji)測量氣(qi)液兩相(xiang)流時，壓(ya)力在下(xia)遊3D處即(ji)能恢複(fu)。這意味(wei)着與測(ce)量單相(xiang)空氣相(xiang)比，液相(xiang)的加🌈入(ru)縮短了(le)V錐流量(liang)計下遊(you)所需的(de)壓力恢(hui)複長度(du)。其主要(yao)原因如(ru)下：①V錐前(qian)後流型(xing)變♋化的(de)影響🔅。由(you)圖10可知(zhi)，在一定(ding)表觀氣(qi)液㊙️流速(su)下，氣液(ye)兩相流(liu)流經V錐(zhui)後，流型(xing)可能發(fa)生變🚶化(hua)，如分層(ceng)流變成(cheng)環狀流(liu)😘（見圖10c、10d）等(deng)。環狀流(liu)條件下(xia)，壁面潤(run)滑效應(ying)的存在(zai)使得摩(mo)擦壓降(jiang)降低，進(jin)而導緻(zhi)壓力恢(hui)複距離(li)的縮短(duan)，并且節(jie)流比越(yue)小（錐體(ti)⭐體積越(yue)大），對流(liu)型影響(xiang)越大，流(liu)型轉變(bian)所需的(de)氣液流(liu)速越低(di)（見圖7），對(dui)下遊壓(ya)力分布(bu)的影響(xiang)越明顯(xian)。②與V錐下(xia)遊的尾(wei)渦對壓(ya)力分布(bu)特☎️性的(de)影響有(you)關。尾渦(wo)越長，則(ze)壓力恢(hui)複㊙️所需(xu)的✊距離(li)越長。研(yan)究發現(xian)，氣液兩(liang)相流來(lai)流時的(de)尾渦長(zhang)度比💛單(dan)相氣體(ti)時的短(duan)，因此所(suo)需的壓(ya)力恢複(fu)長度🙇‍♀️也(ye)小于單(dan)相氣體(ti)。圖15表明(ming)，節流比(bi)爲0.65和0.75的(de)V錐節流(liu)裝置測(ce)🙇🏻量高含(han)氣率氣(qi)液兩相(xiang)流🎯時，壓(ya)力在下(xia)遊3D處可(ke)完全恢(hui)複。


　　對于(yu)4個不同(tong)節流比(bi)的V錐流(liu)量計，在(zai)實驗範(fan)圍内，測(ce)量單相(xiang)流體和(he)氣液兩(liang)相流時(shi)，所需的(de)壓力恢(hui)複長度(du)如表3所(suo)示。可🥵知(zhi)，V錐節流(liu)裝置測(ce)量氣液(ye)兩相流(liu)時❓，當節(jie)流比爲(wei)0.45時，建議(yi)恢複壓(ya)力🥰測壓(ya)點設在(zai)大于3D的(de)位置處(chu)；節流比(bi)爲0.55、0.65和0.75時(shi)，推薦恢(hui)複壓力(li)測壓點(dian)設在💃🏻下(xia)遊3D處。此(ci)外，在研(yan)究範圍(wei)🈲内，壓力(li)恢複長(zhang)度受入(ru)口壓力(li)影響較(jiao)小。
3結論(lun)
　　高含氣(qi)率條件(jian)下V錐流(liu)量計内(nei)氣液相(xiang)分布特(te)性及V錐(zhui)㊙️下遊壓(ya)力恢複(fu)特性。考(kao)查了不(bu)同流型(xing)來流以(yi)及節流(liu)比對氣(qi)液相分(fen)布的影(ying)響，獲得(de)了不同(tong)節流比(bi)🏃V錐流量(liang)計的壓(ya)力恢複(fu)長度，主(zhu)⛹🏻‍♀️要結論(lun)如下：
（1）氣(qi)液兩相(xiang)流流經(jing)V錐後，其(qi)流動狀(zhuang)态可能(neng)發生轉(zhuan)變🔴，節流(liu)比越小(xiao)，來流的(de)變化也(ye)越明顯(xian)；V錐下遊(you)的相分(fen)👣布特征(zheng)與來流(liu)流型密(mi)切相關(guan)。流态的(de)變化會(hui)直接影(ying)響V錐流(liu)量計内(nei)的壓🐕力(li)分布。
（2）對(dui)于光滑(hua)分層流(liu)和波狀(zhuang)分層流(liu)，在錐體(ti)喉部加(jia)速的影(ying)響下，下(xia)遊管道(dao)上壁面(mian)有液滴(di)或液膜(mo)出現，且(qie)✌️在一定(ding)條件下(xia)🔅，V錐下遊(you)可轉變(bian)爲環狀(zhuang)流；彈狀(zhuang)流流經(jing)V錐後，則(ze)轉變爲(wei)氣核中(zhong)夾帶♉大(da)量液滴(di)的環狀(zhuang)流；V錐對(dui)環狀流(liu)氣液相(xiang)分布影(ying)響較小(xiao)。
（3）氣液兩(liang)相流條(tiao)件下V錐(zhui)流量計(ji)所需的(de)壓力恢(hui)複長度(du)與單相(xiang)流⛱️體相(xiang)比較短(duan)。對于4種(zhong)節流比(bi)的V錐流(liu)量計，節(jie)流比爲(wei)0.45時，高含(han)氣率條(tiao)件下，下(xia)遊壓力(li)在6D處可(ke)以恢複(fu)，部分工(gong)況條件(jian)下，下遊(you)壓力在(zai)3D處即可(ke)恢複；節(jie)流比爲(wei)0.55、0.65和0.75的V錐(zhui)流✔️量計(ji)，壓力在(zai)下遊3D即(ji)可恢複(fu)。

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