管内气液两相逆向流动检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于气液两相流动领域，具体涉及一种管内气液两相逆向流动检测装置。
【背景技术】
[0002]在游艇等船舶中，柴油机常采用水下排气方式，因为采用水下排气可明显降低排气噪声和红外辐射，从而为游客提供安静的游乐环境。在此类柴油机启动、停机及空载运行时，因排气压力及流量降低，存在海水由排气管倒灌入柴油机内而造成柴油机严重损坏的风险。为了防止柴油机发生水倒灌事故，需研究水下排气管内气液两相逆向流动特性，也即管内气相流量与倒流液相流量之间的关系。
[0003]管内气液两相流动广泛存在于石油化工、蒸汽动力及船舶海洋工程等工业行业中，准确测定管内气、液两相各自的流量大小与相关装置的安全可靠高效工作密切相关。因气液两相流动时不具有稳定的相分界面，随含气率的不同，管内气液两相流动呈现出多种多样的流型。即便是在同一流型中，某一管截面上管内含气率总是处于幅度较大的变化之中。因而，尽管目前已有电导探针及射线等技术手段可对管内气液两相流含气率实现在线测量，但所得含气率结果的误差较大。
[0004]在气液两相同向流动的实验室实验中，为准确计量管内气液两相各自的流量，往往采用在实验管段后增设一气液分离装置，在离心力或重力作用下使得气相与液相分离，进而分别测定气相与液相流量。但这种方法不适用于气液两相逆向流动过程，如何在不影响气液逆向流动过程前提下准确计量液相倒流流量，是管内气液逆向流动特性实验研究亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够测量水下排气管内不发生水倒流时的临界排气速度，并且能够准确测量管内气液两相逆向流动特性的管内气液两相逆向流动检测装置。
[0006]本发明提供的管内气液两相逆向流动检测装置，其特征在于，包括:供风部，包含:用于提供气体的风机、与排气管的一端连接用于输送气体的送风管、设置在送风管上用于测量气体的气体温度的第一温度计、设置在送风管上用于测量气体的气体流量的流量计和设置在送风管上用于测量气体的第一压力的第一压力计；供水部，用于提供液体；高位水箱，与排气管的另一端连接，包含:用于盛装液体的本体、设置在本体的顶部用于排出气体的出气口、设置在本体的顶部用于给本体注入液体的进水口以及安装在本体侧面的底部用于测量排气管的轴心到液体的液面之间的第一液位的压力式液位计；低位水箱，安装在排气管与送风管之间，用于测量倒流的液体流量并起到防止倒流的液体进入供风部的作用，低位水箱的顶部安装有用于测量低位水箱内第二压力的第二压力计，侧面底部安装有用于测量低位水箱内液体的第二液位的压差液位计；检测部，用于检测排气管内是否有液体流动；数据采集部，根据检测部检测的结果采集气体温度、气体流量、第一压力、第一液位、第二压力和第二液位；以及数据处理部，根据气体温度、气体流量、第一压力、排气管的内径、第二压力和第二液位的增速基于预定规则得到临界排气速度和液体倒流特性规律；其中，排气管的另一端插入本体侧面的底部，并且压力式液位计与排气管的轴心在同一高度上，供风部提供的气体通过排气管进入高位水箱，供水部提供的液体从进水口进入高位水箱内，从而形成气液两相逆流。
[0007]本发明的管内气液两相逆向流动检测装置还可以具有这样的特征:其中，排气管为透明玻璃管，用于观察排气管内是否有液相倒流发生以及液相倒流时气液两相逆向流动的状态，本体侧面的底部设置有透明观察窗，用于观察排气管的排气端处气液两相流动的状态。
[0008]本发明的管内气液两相逆向流动检测装置还可以具有这样的特征:其中，高位水箱还包括设置在本体的底部的第一排水口，用于排出本体内的液体。
[0009]本发明的管内气液两相逆向流动检测装置还可以具有这样的特征:其中，高位水箱还包括至少一个设置在本体侧面上的溢流管，溢流管使得本体内液体的液面维持在溢流管所在位置高度。
[0010]本发明的管内气液两相逆向流动检测装置还可以具有这样的特征:其中，风机为高压变频风机。
[0011]本发明的管内气液两相逆向流动检测装置还可以具有这样的特征:其中，供风部还包括:用于消除气流脉动影响的气体稳压箱和用于降低气体湍流度的整流格栅，气体稳压箱的一端与风机连接，另一端与送风管连接，整流格栅安装在送风管的进风口端管内。
[0012]本发明的管内气液两相逆向流动检测装置还可以具有这样的特征:其中，供水部上设置有第二温度计，用于测量供水部内液体的温度。
[0013]本发明的管内气液两相逆向流动检测装置还可以具有这样的特征:其中，低位水箱的底部设置有第二排水口，用于排出低位水箱内的液体。
[0014]发明的作用与效果
[0015]根据本发明所涉及的管内气液两相逆向流动检测装置，因为本体顶部设置有出气口和进水口，排气管的一端插入本体的侧面底部，本体的侧面底部与排气管的轴心同一高度处设置有压力式液位计，能够测量本体内液面的高度，排气管的另一端与低位水箱连接，因此倒流的水直接进入低位水箱，从而能够防止到流水进入供风部，低位水箱的顶部安装有第二压力计，用于测量低位水箱内的第二压力，侧面底部安装有压差液位计，用于测量低位水箱内液体的第二液位，因此在气液逆向流动工况下能够根据第二液位的增速间接测量到流水的流量，从而避免了直接称重造成的误差，送风管上设置有第一温度计、流量计和第一压力计，分别能够测量风机提供的气体的气体温度、气体流量和第一压力，进水口与供水部连接，供水部提供的液体通过进水口进入本体内，风机提供的气体通过排气管进入本体内，从而在排气管内形成气液逆向流动，检测部能够检测排气管内是否有液体倒流，数据采集部能够采集气体温度、气体流量、第一压力、第二压力、低位水箱内的液位增速和本体内的液位，数据处理部基于预定规则得到临界倒流时气体的临界排气速度和液体倒流特性规律，因此，本发明的管内气液两相逆向流动检测装置不仅能够得到临界倒流时气体的临界排气速度，而且能够准确测量气液逆向流动工况下倒流水的流量，并且具有测量精确、结构简单以及成本低的优点。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的实施例中管内气液两相逆向流动检测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的管内气液两相逆向流动检测装置作具体阐述。
[0018]图1是本发明的实施例中管内气液两相逆向流动检测装置的结构示意图。
[0019]如图1所示，管内气液两相逆向流动检测装置100用于测量排气管200内液体不发生倒流时气体的临界排气速度，而且还能够通过准确测量得到水下排气管内气液逆向流动特性，还能获得排气口水位深度变化对排气管防止水倒流临界气速及水倒流特性的影响，所得结果能够为安全又经济地选取柴油机空载时不发生倒灌的最低转速提供依据，还可为核电反应堆失水事故下的安全性分析提供参考。在本实施例中，排气管200为透明有机玻璃管，长度为2m，内径为130mmo
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