近红外光在弹状流中的传播特性
Chinese Journal of Scientific Instrument（2021）
摘要
弹状流是多相流中常见的流型,流动参数相含率的准确测量是分析流动状态、求取混合物平均密度的前提,对石油、化工等领域意义重大.首先根据菲涅耳定律及麦克斯韦方程理论,推导出管道圆弧上近红外光的能量分布特性.设计了一种单发多收的近红外传感器,研究近红外光在弹状流中的传播特性,通过实验证明了管道圆周各个探头接收到的电压值与探头安装角度成余弦关系.根据朗伯-比尔定律推导了近红外光探测器接收到的电压值、近红外光探测器安装角度与相含率之间的关系,建立了弹状流相含率测量模型.实验在内径为50 mm的水平透明管道内进行,气体流量在0.5 m3/h和2 m3/h之间,液相流量在5 m3/h和9 m3/h之间.研究结果表明:相含率的预测模型的相对误差在±7％之间.
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