一种多相流测量角度可调节的实验装置的制作方法

本发明涉及一种实验装置，特别涉及一种多相流测量角度可调节的实验装置。

背景技术：

多相流是指同时存在两种或两种以上不同混合物质的流动。常见的多相流有气固两相流、气液两相流、液固两相流、液液两相流以及气液液、气液固多相流等。多相流是一种复杂的流动现象,广泛存在于石油、化工、冶金、动力以及能源等工业领域,多相流的研究对于相关行业科技的进步具有十分重要的意义。作为科学研究中的重要基础设备,多相流实验装置的设计及应用始终对多相流研究的发展起到重要的作用,实验装置的建设和发展为多相流流动机理的发现及流动过程参数的获取提供研究平台和验证手段。目前，国内外许多实验室和高校都已经建立了自己的多相流实验装置。但是现有的多相流实验装置结构比较简单，大多是水平实验管段和垂直实验管段，很难全部模拟出各相流之间的不同流型，并不能进行实验管段角度的调节，且一次实验只能测量一组数据，操作繁琐，浪费时间。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的实验装置结构比较简单，大多是水平实验管段和垂直实验管段，很难全部模拟出各相流之间的不同流型，并不能进行实验管段角度的调节，且一次实验只能测量一组数据，操作繁琐，浪费时间，提供了一种多相流测量角度可调节的实验装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多相流测量角度可调节的实验装置，该装置主要包括水罐、空压机、储气罐、油罐、实验管段和油水分离沉降罐。

其中，所述水罐的输出管路上设有水罐、管式过滤器、水泵一、涡街流量计和温度表一。所述的空压机输出管路上设有空压机、储气罐和电磁流量计。所述的油罐输出管路上设有油罐、油泵一、椭圆齿轮流量计和温度表二。

所述的水罐和油罐上均设有温控装置和加热装置，水罐上设有排水阀，油罐上设有排油阀。

所述的水罐、空压机、油罐连接的三个输出管路末端通过倾斜管的方式与实验管段相连。

所述的实验管段包括多相流混合流量计、压力表一、压力表二、实验架、实验管段、旁通管路一和旁通管路二。

所述的实验管段，在实验架上可进行不同角度的调节，同时，固定的一个角度在不拆卸管路的情况下可进行实验管路相反方向的多相流测量。

所述的油水分离沉降罐包括罐体、导流板、泄压阀、可视窗、底部倾斜板。导流板不仅具有导流作用还可以有效的减弱混合后的多相流体在油水分离沉降罐中的飞溅，泄压阀排出进入油水分离沉降罐中的气体，可视窗观察油水分离情况及排出情况，底部倾斜板避免了油水在罐中的残留。

所述的油水分离沉降罐分离的水和油通过回流管路一和回流管路二回流进入水罐和油罐，回流管路上均设有阀门，回流管路一和回流管路二上分别设有水泵二和油泵二。

所述的水罐内径500mm，高800mm，油罐内径400mm，高800mm，储气罐内径500mm，高800mm，油水分离沉降罐内径700mm，高1000mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明在现有的实验装置的基础上进行改进，水罐和油罐内部均设有加热装置和温控装置，可以很好的研究温度对于多相流的影响。水罐、空压机、油罐连接的三个输出管路末端通过倾斜管的方式与实验管段相连，可以更加有益于流型的混合。

(2)实验管段在实验架上可以进行不同角度的调节，相比于现有实验管段更具有灵活性，同时，通过两个旁通管路满足了相反方向流型的研究，操作简单方便。油水分离沉降罐内部设有导流板，其不仅具有导流作用还有缓冲作用，可视窗可以观察油水分离情况及排出情况。因此本发明的装置提高了工作效率，操作简单，节约时间和成本。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1、本发明的多相流测量角度可调节实验装置的结构示意图。

图中标号：

1-排水阀、2-温控装置一、3-水罐、4-加热装置一、5-阀门一、6-管式过滤器、7-水泵一、8-涡街流量计、9-温度表一、10-阀门二、11-混合流量计、12-阀门三、13-阀门四、14-阀门五、15-阀门六、16-压力表一、17-实验管路、18-实验架、19-压力表二、20-阀门七、21-油水分离沉降罐、22-泄压阀、23-水泵二、24-油泵二、25-阀门八、26-阀门九、27-阀门十、28-可视窗、29-底部倾斜板、30-导流板、31-阀门十一、32-阀门十二、33-压力表三、34-电磁流量计、35-阀门十三、36-阀门十四、37-储气罐、38-温度表二、39-阀门十五、40-椭圆齿轮流量计、41-空压机、42-油泵一、43-阀门十六、44-油罐、45-加热装置二、46-泄油阀、47-温控装置二、48-倾斜管段二、49-倾斜管段一、50-旁通管路一、51-旁通管路二、52-回流管路一、53-回流管路二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本发明提供了一种多相流测量角度可调节的实验装置，该装置主要包括水罐3、空压机41、油罐44、实验管路17、油水分离沉降罐21。

所述的水罐3顶部设置了温控装置一2，内部设置了加热装置一4，一侧设置了排水阀1。在水罐3的输出管路上依次设置了水罐3、阀门一5、管式过滤器6、水泵一7、涡街流量计8、温度表一9、阀门二10。加热装置一4和温控装置2共同控制水罐3内部水的温度，排水阀1用于实验结束后排出水罐3内部的水，阀门一5控制着水罐3内部水的流出，阀门二10控制着水罐3的整个输出管路。

所述的空压机41输出管路上依次设置了空压机41、阀门十五39、储气罐37、阀门十三35、电磁流量计34、压力表三33。阀门十五39控制着空压机41向储气罐37内部储存气体，阀门十三35控制着空压机41的整个输出管路。

所述的油罐44顶部设置了温控装置二47，内部设置了加热装置二45，一侧设置了排油阀46。在油罐44的输出管路上依次设置了油罐44、阀门十六43、油泵一42、椭圆齿轮流量计40、温度表二38、阀门十四36。加热装置二45和温控装置二47共同控制油罐44内部的油温，排油阀46用于实验结束后排出油罐44内部的油，阀门十六43控制着油罐44内部油的流出，阀门十四36控制着油罐44的整个输出管路。

所述的水管3、空压机41和油罐44三条输出管路通过并联的方式连接，实验时可以任意的单条、两条或者三条输出管路运行。输出管路末端通过倾斜管的运行方式进入实验管段，从输出管路末端出来后流经混合流量计11，然后可进行相反方向的多相流实验。正方向流动，打开阀门三12、阀门四13、阀门七20，关闭阀门五14、阀门十二32、阀门六15、阀门十一31，实验流体经过压力表一16、实验管段17、压力表二19，最后进入油水分离沉降罐21。反方向流动，先后经过旁通管路二51和旁通管路一50。打开阀门三12、阀门五14、阀门六15、阀门十一31、阀门十二32，关闭阀门四13、阀门七20。实验流体经过压力表二19、实验管段17、压力表一16，最后流入油水分离沉降罐21。

所述油分离沉降罐21外部设置了泄压阀22，内部设置了可视窗28、底部倾斜板29、导流板30，可视窗28可以观察油水分离情况及排出情况，导流板30具有导流作用和缓冲作用，底部倾斜板29避免了油水在油水分离沉降罐21中的残留。分离后的油水先后通过水泵二23和油泵二24，然后分别经过回流管路一52和回流管路二53进入水罐3和油罐44。

上述的实验装置的工作过程：首先由水罐和油罐内部的加热装置对水和油进行加热，达到预期的实验温度，然后打开需要研究的输出管路，并联后进入实验管段，首先进行正方向的多相流实验，然后通过旁通管路一和旁通管路二进行反方向的多相流实验，最后进入油水分离沉降罐进行油水分离，分离后的水和油分别通过回流管路一和回流管路二进入水罐和油罐。多相流的准确测量对于油气资源的合理开采有着重要的意义。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。