内外管流道内气液两相流近红外吸收光谱特性及流量测量模型研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61475041
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0504.红外与太赫兹物理及技术
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Energy is the world's hot issues of common concern. With the increasing tension of oil and gas resources, it is essential that how to achieve its scientific and rational development, utilization of low-carbon production and energy conservation. Because the measurement without the separation of crude oil and gas is an effective way, people pay growing attention to the key technical basis----gas-liquid flow detection. Based on the others' research results, the early experimental accumulation of the project team, theoretical analysis and model simulation, the project proposed the gas-liquid two-phase flow detection based on infrared radiation and infrared absorption characteristics. To design the optimal structure detection system which is to measure the characteristics of flow and infrared radiation and spectral absorption in the gas-liquid system, it combined theoretical, experimental and simulation. The project used infrared thermal imaging, infrared cameras and image recognition technology, and gas-liquid two-phase infrared absorption spectrum of information processing technology. More importantly, it established the physical model and related algorithms between gas-liquid two-phase flow rate and the infrared properties, and achieved the goal of a more accurate test, which provides a new way of thinking to measure gas and liquid together.
油气开采及油气输运中流体不分离计量是实现低碳生产、节能减排的有效途径之一,气液两相流检测技术是油气井口流体不分离计量的关键技术基础,因而越来越被人们所重视。本项目针对这一问题而展开,在总结借鉴他人研究成果及项目组前期实验积累、理论分析与模型仿真的基础上,提出了利用近红外光谱吸收原理结合新型内外管流量测量装置进行气液两相流检测的新方法,根据内外管流道内气液两相流动特点,将不同波段的近红外光纤探头分置于内外管上,用于检测气液两相含率。项目组拟采用理论、实验、仿真研究相结合的方法,设计检测系统的最优结构,研究新测量系统内气液两相流动特性及近红外吸收光谱特性,利用气液两相流近红外吸收光谱信息处理技术,建立气液两相流相含率与红外特性关联的物理模型以及相关算法,实现气液两相流相含率的较准确检测,与内外管流量测量装置结合,实现气液两相流量测量,为气液两相流量不分离测量提供一种新思路。

结项摘要

气液两相流检测技术是流体不分离计量的关键技术基础,鉴于此,本项目提出利用近红外光谱吸收原理结合新型内外管流量测量装置进行气液两相流检测的新方法。设计了一种新型内外管差压流量计节流件结构和新型取压方式,进行水、气流量单相实验。结果表明该型内外管差压流量计在大流量阶段性能稳定,流出系数稳定在1.0附近,压损比在0.15附近,具有较好的节能性。研究了气液两相流测量特性,在已知含率的情况下求得弹状流及泡状流的两相质量流量预测模型。结果表明,弹状流质量流量最大示值误差为3%,泡状流质量流量最大示值误差为2.5%。. 在内外管测量装置的基础上,为了提高光线在管内反射、折射后被相应的接收探头接收的比例,改变原有探头径向放置方式为沿轴向测量,设计加工了分别安装于水平和竖直管道的新型气液两相流检测装置,与差压测量装置结合,建立了一个与流型无关的相含率测量模型及弹状流与泡状流的流量测量模型,实现了气液两相不分离测量。. 研究过程中发现,近红外发射探头与接收探头安装在现有管道上时,信号损失大,因此提出将近红外测量系统布置于长喉颈文丘里管喉管部位的新结构,并进行气液两相流流动特性研究。针对性的分析了气液两相交界面对近红外测量结果的影响,合理构建流动模型并建立了新的测量模型,提高了测量的准确性。. 为解决测量结果受流型影响较大的问题,课题组将原先的单探头改为面阵探头,减少折射的同时提高了测量精度,进行了基于矩形差压流量计的近红外系统结构优化及测量模型研究,得到相含率测量模型和总流量测量模型,液相含率测量误差在3.5%以内,弹状流总流量误差在6.5%以内,泡状流总流量误差在1.5%以内。. 该项目在准确测量相含率与流量方面取得的相关研究结果对两相流及多相流的技术发展和实际应用具有积极推动作用。

项目成果

期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
The analysisi of different flow noise characteristics of vertical tube gas liquid two phase flow based on the acoustic emission technique
基于声发射技术的立管气液两相流不同流动噪声特性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    WIT transaction on engineering sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方立德;李兴茹;郑庆龙;梁玉娇;张尧
  • 通讯作者:
    张尧
主成分分析在 DOAS 测量分析中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    激光杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李红莲;贡东军;蔡端波;李明明
  • 通讯作者:
    李明明
Study on the characteristics of wet gas on the inside and outside tube defferential pressure flow meter installed in level drection
水平方向安装的内外管差压流量计湿气特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    WIT transaction on engineering sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方立德;李明明;郑庆龙;梁玉娇
  • 通讯作者:
    梁玉娇
Measurement of interphase forces based on dual-modality ERT/DP sensor in horizontal two-phase flow gas-water
  • DOI:
    10.1016/j.measurement.2018.12.104
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Measurement
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Lide Fang;Peipei Wang;Qiaoqiao Zeng;Mingming Li;Xiaoting Li;Mi Wang;Y. Faraj;Qiang Wang
  • 通讯作者:
    Lide Fang;Peipei Wang;Qiaoqiao Zeng;Mingming Li;Xiaoting Li;Mi Wang;Y. Faraj;Qiang Wang
新型气液两相流相含率检测装置特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国测试
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方立德;李婷婷;李丹;谢辰;王东星
  • 通讯作者:
    王东星

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其他文献

背景气体对SO2 监测仪测量不确定度的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    李小亭
可变温的固体材料弹性参数测量系统研究
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    林鸿;张金涛;齐晓风;李小亭
  • 通讯作者:
    李小亭
基于PLC的小型高精度多相流实验装置测控系统设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    李小亭;张琛;方立德
  • 通讯作者:
    方立德
基于可调谐激光的 CO 监测仪的不确定度评定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董芳;韩冰;李金海;李红莲;李小亭
  • 通讯作者:
    李小亭
基于近红外技术的气液两相流检测装置
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    电子测量与仪器学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方立德;梁玉娇;李小亭;高静哲;张琛;张垚
  • 通讯作者:
    张垚

其他文献

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垂直于水平流向的气液两相流相间作用力定量检测与作用机理研究
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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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