兩相流量計的制作方法

專利名稱：兩相流量計的制作方法
技術領域：
本發明涉及流體流量裝置，具體涉及流體流量計。背景流量計是用來在許多實驗和工業應用中測量液體或氣體或液體和氣體的混合流 的線性、非線性、質量或體積流量的儀器。單相流量計測量流過諸如管道之類的導管的氣體或液體的流量。一種這樣的流量 計是壓差流量計或DP流量計。DP流量計將一些堵塞件引入管道流體并測量在堵塞件附近的兩點之間的流體壓 力變化。堵塞件經常被稱為“基本部件”，其要么是形成在導管中的收窄部分或者是插入導 管中的某一結構。基本部件可例如為文氏窄管、節流孔板、楔、噴嘴或錐形件。還存在由不 同壓差流量計制造商使用的其它基本部件設計，但根本上說所有這些設計都根據同一物理 原理運作。一些應用利用兩相流，其中單種流體以兩個不同的相(即氣體和液體)存在，例如 蒸汽和水。術語“兩相流”也適用于具有不同相的不同流體的混合物，例如空氣和水或石油 和天然氣。例如，兩相流體應用于大規模電力系統。煤和天然氣發電廠使用非常大的鍋爐產 生用于渦輪機的蒸汽。在這些情形下，受壓的水流過加熱管道并在流過管道時轉變為蒸汽。 鍋爐設計要求對明顯不同于單相情形的兩相流體傳熱和壓降特性的詳盡理解。又如，核反 應堆使用水利用兩相流體從反應堆芯移走熱量。由于在這種應用中對流體流的了解是關鍵 的，因此已對這些情形下的兩相流體的本質進行了大量的研究，以使工程師能克服管道工 程中可能存在的失效、失壓和其它故障而進行設計。因此，研發出兩相流量計系統以解決在兩相流應用中測量兩個相的需要。一類系 統使用串聯的兩個流量計測量兩相流量，例如在導管中串聯的兩個DP流量計。總思路是對于單相流，兩個流量計讀取處于每個流量計的不確定量內的正確氣 體質量流量。對于濕潤氣流，氣體中的液體含量在每個流量計氣體流量預測中引入誤差。在 串聯濕氣流量計系統中的單相氣體流量計依賴于這兩個串聯的氣體流量計對濕氣流具有 顯著不同的反應，即不同的氣體流量誤差。然后，通過適當的數學分析，將這兩個流量計的 存在誤差的氣體流量讀數進行比較，從而可推導產生這兩個結果的氣體和液體流量的唯一 組合。盡管不同相的流體流可通過串聯系統中的兩個流量計予以測量，然而這些系統比 單個流量計更重、更長且更昂貴。因此，需要能準確地測量經過導管的雙相流體的各個相的流量的單個流量計。
5
概述本發明提供一種用于使用具有錐形DP流量計的單個流量計確定流過諸如管道之 類的導管的兩相流體的氣相流量和液相流量的裝置和方法。在一個實施例中，提供了 一種兩相流體流量計組件，該組件包括沿給定方向通過 其中傳送具有氣相和液相的可流動物質的導管，其中該導管具有帶內表面的外壁。該流量 計包括錐形的流體流位移構件，該位移構件包括相對流體流動方向的上游端和下游端，其 中該位移構件的尺寸比導管更小并具有坡壁，該坡壁在位移件上形成外周來使物質轉向流 過由位移構件的外周和導管的內表面限定的區域。第一流量測量分接頭延伸通過導管壁并與位移構件上游的區域連通。第二流量測 量分接頭延伸通過導管壁并流過該位移構件，并與位移構件下游端處的區域連通。第三流 量測量分接頭延伸通過導管壁并與位移構件下游的區域連通。流量計包括一裝置，該裝置 基于取自第一流量測量分接頭、第二流量測量分接頭和第三流量測量分接頭中的任意兩個 的流量測量確定第一壓差值，基于取自第一流量測量分接頭、第二流量測量分接頭和第三 流量測量分接頭中不同兩個的流量測量確定第二壓差值，以及使用已確定的第一和第二壓 差值來確定第三壓差值。流量計組件使用第一、第二和第三壓差值確定氣相物質的氣體流 量以及液相物質的液體流量。在另一實施例中，描述了一種使用流量計確定兩相流體的流量的方法，該流量計 包括位于導管內的位移構件、位于位移構件上游的第一流量測量分接頭、位于位移構件下 游端的第二流量測量分接頭以及位于位移構件下游的第三流量測量分接頭，該方法包括測 量第一流量測量分接頭、第二流量測量分接頭和第三流量測量分接頭中的每一個處的流體 壓力。接下來的步驟是確定第一流量測量分接頭、第二流量測量分接頭和第三流量測量 分接頭中的任意兩個之間的第一壓差；確定第一流量測量分接頭、第二流量測量分接頭和 第三流量測量分接頭中的任意兩個之間的第二壓差，其中用來確定所述第二壓差的兩個流 量測量分接頭不同于用來確定所述第一壓差的所述流量測量分接頭；以及基于已確定的 第一和第二壓差確定第三壓差。上述確定值用來確定傳統流量計氣體流量，從而確定膨 脹流量計氣體流量、確定傳統流量計氣體流量與膨脹流量計氣體流量之比 。Lockhart Martine 11 i等式被代入傳統錐形流量計濕氣關系中或膨脹錐形流量計的濕氣關系中。執行 多次迭代以確定n^Xm和根據該信息，下一步驟是使用確定兩相流體的液體流量。本發明的目的是提供一種能測量流過導管的兩相流體的氣相和液相的流量的流 量計。本發明的另一目的是提供相比現有用來測量兩相流體的流量計而言更緊湊、更輕 和更便宜的兩相流量計。本領域技術人員根據下面結合附圖給出的詳盡說明可以清楚地得出本發明的這 些和其它目的和優點。附圖簡述

圖1是本發明的兩相流量計的一個實施例的局部側視圖。詳細說明下面是對發明人目前認為是實現本發明的最佳模式的本發明的較佳實施例的詳 細描述。本領域內技術人員隨著對說明書的深入了解可以清楚知道許多修改和變化。
參見圖1，整體表示為100的本發明的兩相流量計適于安裝在如圖所示由在其端 部具有螺接凸緣104的管段102構成的管道或其它流體流導管中。應當理解，可使用任何 合適的連接器或連接方法將管段連接至流量計。流量計100包括流量計本體或導管段106 以及同軸地安裝在本體內的流體流位移裝置108。流量計本體106本質上包括適于螺接或 以其它方式固定在兩個管段之間——例如圖示管段102的兩凸緣104之間——的管段或導 管部分。作為示例示出的流量計本體106是所謂的薄片設計，并僅借助在凸緣之間延伸并 連接凸緣的沿圓周間隔的螺栓110而約束在凸緣104之間并以管段102為中心或與之軸向 對齊。然而，導管段106可以是任意合適的管結構，例如帶凸緣管段或焊接管段。導管段106具有內孔或通孔112，其在使用時包括流過管道101的流體流的路徑的一部分并構成該路徑的延伸。如箭頭所示，流體流的方向如圖所示是從左向右的。管道 101和導管段106通常為圓柱形，而孔112通常與管段102的內橫截面和尺寸相同，但并非 總是如此。為說明起見，沿縱向間隔開的流量測量分接頭114、116和118在多個位置通過管 段或本體106徑向延伸。位移裝置108包括位移構件120和支承件或安裝件122。位移構件120包括通常為圓柱形的本體，該本體具有邊緣124處的主橫徑或尺寸 以及兩個彼此相對的通常為圓錐形的坡壁126和128，它們各自面對流量計本體的上游和 下游方向，并朝本體的軸線向內對稱地成錐形。還有如下文所述那樣，位移件120具有本 質上與可從McCrometer公司獲得的“V-C0NE”裝置中使用的流體位移構件以及美國專利 No. 4，638，672,4, 812，049,5, 363，699和5，814，738中描述的流體位移構件相同的物理特 征和功能，上述文獻的公開內容通過援引包含于此，就像在這里全文闡述的那樣。本體可以 是實心的或中空的，如果是中空的，則可在其上游端或前端130處開啟或封閉。如現有專利所記載的，位移構件120具有比導管段106中的孔112更小的尺寸，并 垂直于流體流的方向同軸地安裝在該孔中，并使坡壁126、128從導管壁的內部或內表面對 稱地向內間隔開。坡壁的較大和鄰接的端部具有相同尺寸和形狀，并在其交匯處形成一尖 銳的外緣124，該外緣的平面垂直于流體流的方向。上游壁126比下游壁128更長，并較佳 地在其上游端向內成錐形至小直徑。當流體進入導管106的入口或上游端時，流體通過位移構件120的上游壁126偏 移或轉向進入橫截面積逐漸縮小的環形區，直至外緣124的平面處的最小區域。流體隨后 流入如下游壁128限定的逐漸增大面積的環形區內。另外，隨著流體在位移構件下游的導管中恢復自由流狀態，下游壁128有效優化 流體的回流速度。上游或第一流量測量分接頭114測量該點的流體壓力，這便于確定位移構件120 的外緣124上游的一股或多股流體流狀態。下游或第二流量測量分接頭116測量位移構件 120下游面處導管軸向的壓力。第三流量測量分接頭118定位于位移構件120的下游以測 量該點處的流體壓力。這三個流量測量分接頭114、116和118與業內公知的合適的流量測量儀器連接， 以提供導管中這些點處的壓力讀數。參照圖1，具有標準上游壓力并位于錐形壓差讀數上游的兩相流量計100 (具有錐形基本部件的DP流量計)圖示為壓差讀數APt、APm* Δ已。等式(1)表示這些壓差之 間的關系Δ Pt = Δ Pr+Δ Pppl (1)因此確定任何兩個壓差允許確定第三壓差。兩相流量計(V圓錐流量計濕氣流量計)通過利用將可針對所有DP流量計在測試 濕氣流量時形成的標準濕氣校正因數而工作，如等式(2)所示
<formula>formula see original document page 8</formula>等式(2)中的傳統問題在于存在兩個未知量。即，Lockhart Martinelli參數(Xui)
根據等式(3)確定如下
<formula>formula see original document page 8</formula>
而氣體密度弗魯德數(Frg)確定等式(4)
<formula>formula see original document page 8</formula>等式(2)具有兩個未知量，即氣體質量流量以及液體質量流量。如果Xui是已知 的，則可將它與等式(4) 一起代入等式(2)從而使方程可求解。業內的主要問題在于如何確定XlM。存在在DP流量計上使用三個壓力分接頭 的初步方法來預測ΧΜ。根據該方法，發現壓力損失比取決于氣-液密度比、Lockhart Martinelli參數和氣體密度弗魯德數。因此，可建立將Lockhart Martinelli參數關聯于 氣-液密度比(已知)、氣體密度弗魯德數(其中唯一的未知量是氣體質量流量)以及已知 或單純為氣體質量流量的函數的一些特定計量參數的關聯。Lockhart Martinelli的特定 表達式可代入主要DP流量計濕氣關系式，即等式(2)，以確定氣體質量流量。隨后用等式 (3)來求出液體質量流量。本發明是這種方法的改進形式。標準V錐形流量計氣流等式將給出針對兩相濕氣流情況的流量預測。然而，流 體是濕氣的事實意味著測得的壓差不是獨自流動的氣體的壓差(ΔΡ8)，而是濕氣的壓差 (△Pt/)。因此，錯誤的(或“視在的”)氣體質量流量由等式(5)預測如下(如果流量系數 是雷諾茲數的函數則通過迭代來完成)<formula>formula see original document page 8</formula>同樣，以下的膨脹/收斂部分流量等式(6)給出針對兩相/濕氣流情況的流體預 測。然而，流體是濕氣的事實意味著測得的壓差不是獨自流動的氣體的壓差(△&)，而是濕氣的壓差(APtp)。因此，錯誤的(或“視在的”)氣體質量流量由等式(6)預測如下(如果膨脹系數是雷諾茲數的函數則通過迭代來完成)
叫=EAtK;pPAP;⑷
νJ收斂根據這兩個DP流量計等式同時預測氣體和液體質量流量的方法如下令φ為傳統或收斂的DP流量計過讀數(OR)與膨脹或發散的DP流量計過讀數 (OR’ )之比。注意，當假設經過DP流量計的兩相流體流沒有明顯的相變，則氣體質量流量 對于收斂流量計部分和發散流量計部分是相同的，并因此Φ也是收斂DP流量計未經校正 的氣體流量預測值與發散DP流量計未經校正的氣體流量預測值之比，如下所示
( \ ,視在
,OR [ mg j收斂.視在)收斂(1\
φ =-τ = ~,-N- = 1-\--、1 J
0R mgMU視在j發散
m
\ 乂發散φ因此為流量計用戶所知。它單純為不施加濕氣校正的兩個DP流量計等式氣體 流量預測值之比。之前已示出這些過讀數均為Lockhart Martinelli參數、氣-液密度比 和氣體密度弗魯德數的函數。因此，Φ也是LockhartMartinelli參數、氣-液密度比和氣 體密度弗魯德數的函數。當繪制Φ相對于Lockhart Martinelli參數的關系曲線時，該曲線因此取決于 氣-液密度比和氣體密度弗魯德數。就像在干燥氣體中，收斂和發散流量計應當給出同樣 正確的氣體質量流量(忽略單相不確定性)。對于干燥氣體(即Xlm = 0)，Φ應當是1。(0-l) = (#cX/^7(B)其中#C是氣_液密度比和氣體密度弗魯德數的實驗推導的函數。或者可使用一 種更普通的形式=(9)其中#Α是氣_液密度比和氣體密度弗魯德數的實驗推導的函數，而#Β是實驗推 導的常數。注意等式⑶是= 1/2的特殊情形下的等式(9)(當#A與#C相等時)。將(針對特定流量計的)每組成對的固定氣_液密度比和氣體密度弗魯德數組合 濕氣數據組擬合至等式(9)就能確定#B的值。對于#B的該值，可相對于氣_液密度比和 氣體密度弗魯德數而繪出#A參數的曲線。例如TableCurve 3D的軟件給出曲面擬合，即函 數“g”，其中…和
) (10)將等式(10)代入等式(9)得出
<formula>formula see original document page 10</formula>(11)注意，等式(11)可重構以分離Lockhart Martinelli參數<formula>formula see original document page 10</formula>還要注意，Φ是從收斂和發散的流量計讀數中已知的，#Β是實驗推導(并因此已 知)的常數值，而氣-液密度比是已知的，因為系統假設流量計用戶知道流體特征以及流體 的壓力和溫度。這意味著等式(12)右側的唯一未知量是氣體密度弗魯德數Frg。下面的等 式(13)指出氣體密度弗魯德數項中的唯一未知量就是氣體質量流量。注意，上述方法基于 數據與等式(8)的極好擬合。這是一個示例并存在其它可接受的數據擬合。
<formula>formula see original document page 10</formula>(13)因此，發現等式(12)可寫成<formula>formula see original document page 10</formula>其中函數“h”是將整個等式表達式(12)表達成氣體質量流量mg的函數的所得等 式。Lockhart Martinelli參數現在以氣體質量流量和其它已知參數表達。S卩，已去除液體 質量流量項。現在可將等式(14)代入下面的等式(15)以給出具有氣體質量流量這樣一個 未知量的一個等式，如下
<formula>formula see original document page 10</formula>等式(15)被重構為<formula>formula see original document page 11</formula> (16)對mg的迭代的結果提供氣體質量流量mg的預測值。液體質量流量或任何形式的 液-氣流量比不要求已知并作為輸入。Φ值代替了對液體流量信息的要求。—旦等式(16)迭代完成且已獲得氣體質量流量預測，則迭代的伴生物是來自等 式(14)的Lockhart Martinelli參數預測值。因此我們能夠通過重構等式(17)以分離液 體質量流量Hi1來預測關聯的液體質量流量Hl1。<formula>formula see original document page 11</formula>(17)下面的篇章描述了根據使用具有下游壓力分接頭的自立標準V錐形流量計來預 測兩相或濕氣流的氣體和液體質量流量的方法。實驗數據表示錐形流量計膨脹流量等式相比收斂或傳統錐形流量計流量等式而 言具有更小的濕氣過讀數。
<formula>formula see original document page 11</formula>(18)如果流體是干燥氣體，則Φ = 1，如果流體是兩相或濕氣流體，則Φ > 1。注意， 假定內置在任一 DP流量計幾何特征中的兩種計量方法在單相流下工作時均沒有不確定量 當然是不現實的。即，它們均獨立地給出非常接近實際氣體質量流量(即在關聯于每個獨 立流量等式的小干燥氣體不確定值量限內)但彼此不完全相同的干燥氣體流量預測值。如 果干燥氣體或單相流給出以下結果
<formula>formula see original document page 11</formula>(19)由于關聯的流量等式不確定量，在這種情形下，在實踐中可能得到Φ < 1的結果。 在這種情形中，Φ將接近1，例如Φ = 0.99。在這些情形中，V錐形流量計濕氣流程序默 認地設定Φ < 1至Φ = 1，從而通過等式(14)得出Lockhart Martinelli參數為零。同
樣，干燥氣體不確定量可導致下列結果
<formula>formula see original document page 11</formula>(20)如果流體是干燥的，則Φ > 1(盡管它可以是很小的值，例如Φ = 1.01)，并且等式(14)通過等式(16)的迭代得到錯誤的濕氣結果。然而，Lockhart Martinelli參數和 流體質量流量預測值會非常小并因此氣體流量讀數的錯誤校正量同樣非常小。
在實踐中，任意Lockhart Martinelli參數讀數，比方說Xui < 0. 02，將被流量程 序默認為干燥氣體或“低于儀器靈敏度”和接近干燥氣流。另一興趣點是使用傳統(收斂)和膨脹(發散)流量計獨立濕氣關系式求解液體 和氣體流量的基本明顯思路是同時對兩個等式求解以求解兩個未知量，即液體和氣體質量 流量。然而，該方法在業內被認為是有問題的，因為其得出兩個解，一個是真一個是假或根 本無解(由于交迭的不確定帶的尺寸)。本方法避免了這些問題，因為不存在出現假收斂或 方法無解的范圍。收斂和發散流量計未經校正的/視在的氣體流量預測值之比產生Lockhart Martinelli參數預測。隨后將其代入主收斂DP流量計濕氣關系式或膨脹DP流量計濕氣關 系式，從而每次都給出理想的氣體質量流量預測值。此外，標準濕氣關系式相比直接將收斂 和發散流量計濕氣關系式組合的敏感度而言對Lockhart Martinelli參數預測方法中的不 確定量不那么敏感。即，匯聚和發散流量計系統的各個濕氣校正因數的組合涉及將重大的 不確定量組合在一起，而這導致糟糕的最終結果。本方法大為減少了這種不確定性。因此， 本方法提供優于已有方法的兩個改進(1)保證結果(而不是有時“沒有結果”)和⑵更 準確的結果。上面的V錐形流量計濕氣計量理念主要針對NEL 6”，0. 75 β數據和CEESI 4”， 0. 75 β數據開發和校驗，因為已發現0.75 β比V錐形流量計具有最佳的濕氣流量性能。因 此，0.75β是開發為V錐形流量計濕氣流量計的流量計。可構想制造具有其它β值的流量 計。首個成功濕氣V錐形流量計是通過NEL6 0. 75 β比流量計的操作而發現的。然而， 已發現CEESI4 0. 75 β濕氣數據很好地擬合基于NEL的標準/收斂V錐形流量計0. 75 β 濕氣關系式。擬合數據(即等式(12)中的函數“g”)對于NEL和CEESI數據集來說是不同 的。因此，不同的流量計已被測試和成功工作并逐一進行校準。也就是說，NEL和CEESI 0. 75 β比V錐形測試流量計通過上述一般方法成功地轉 變為濕氣流量計，然而在NEL和CEESI下進行測試的流量計給出擬合如上面等式(12)所示 的不同函數“g”的數據。另一問題是隨著氣體密度弗魯德數和氣_液密度比的增大，Φ值理論上應當減小 并趨向于1。這兩個參數的增大表示濕氣流中更高的氣體動態壓力并因此表示液體流上較 大的驅動力。這又意味著對于一組氣液質量流量來說，液體將越來越多地夾帶在氣體流中。 這意味著隨氣-液密度比和氣體密度弗魯德數的增大，流傾向于同質流，即完美散布的原 子流。這也就是偽單相流。單相流當然指示唯一可能的結果
i^l =Ims)
ν 乂收斂 乂 乂發散在兩流量計系統中的不確定量的界限內。這里，對于適當高的氣體動態壓力來說， 流過V錐形濕氣流量計的濕氣流在兩計量系統之間將不會表現出明顯的差別(即Φ 1)。這不是說每個流量計系統給出正確的氣體質量流量。它們不會給出正確的氣體質量流量，但它們均具有由同質模型預測出的相同濕氣誤差。在這種情況下，充當濕氣流量計系統的 任何串聯成對的流量計，包括V錐形濕氣流量計，都無法得出結果。不同的DP流量計對濕氣流如何作出反應存在差別。一些主要部件設計抵制具有 在同質模型中容易發生的過讀數，直到具有比其它更高的氣體動態壓力為止(即較高的 氣_液密度和氣體密度弗魯德數)。例如，在設定的氣_液密度比下，它取較高的氣體密度 弗魯德數，以使節流孔板流量計的濕氣過讀數趨向于同質流預測而不是文氏管流量計。標 準V錐形流量計具有在節流孔與文氏管流量計之間的響應。使用任何流量計產業中用到的傳統通用分析，存在的問題是XuiW預測值對大于 0. 15的流量值不敏感。V錐形濕氣流量計在Xui > 0. 15時具有遠小于其它已有流量計的敏 感度損失。也就是說，V錐形濕氣流量計參數Φ在Xui >0.15時相比文氏管流量計壓力損 失比而言對Lockhart Martinelli參數變化表現出更多的敏感性。對于用具有錐形基本部件以及設置在錐形部件下游任何位置的下游分接頭的DP 流量計來計量兩相濕氣或兩相流體的特殊情形，對DP流量計存在的兩獨立流量等式(即匯 聚和膨脹流等式)的單相技術可與串聯至兩相濕氣或兩相流體的兩個不相似的獨立DP流 量計的數學分析結合使用，以產生獨特和新穎的獨立濕氣流量計系統，例如本發明的系統。 該系統具有能夠計量兩相的流體而不需要串聯的兩個獨立DP流量計的優點，從而更短、更 輕、更緊湊，其結果是比現有系統更為經濟。本發明的目的和優點因此表現為以方便、經濟、實用和易得的方式獲得。盡管已示出和描述了本發明的較佳實施例，然而要理解的是，可在其中作出多種 修改、重構和修正而不脫離如權利要求所限定的本發明的范圍。
權利要求
一種兩相流體流量計組件，包括導管，用于在其中沿給定方向傳送具有氣相和液相的可流動物質，所述導管具有帶內表面的外周壁；錐形的流體流位移構件，其包括相對于流體流的所述方向的上游端和下游端，所述位移構件的尺寸比所述導管小并具有坡壁，所述坡壁在所述構件上形成外周以使所述物質轉向以流過由所述位移構件的所述外周和所述導管的所述內表面限定的區域；第一流量測量分接頭，其延伸通過所述導管的壁并與所述位移構件上游的區域連通；第二流量測量分接頭，其延伸通過所述導管的壁并通過所述位移構件，并與所述位移構件的所述下游端處的區域連通；第三流量測量分接頭，其延伸通過所述導管的壁并與所述位移構件下游的區域連通；基于取自所述第一流量測量分接頭、所述第二流量測量分接頭和所述第三流量測量分接頭中的任意兩個的流量測量來確定第一壓差值的裝置；基于取自所述第一流量測量分接頭、所述第二流量測量分接頭和所述第三流量測量分接頭中的不同兩個的流量測量來確定第二壓差值的裝置；使用所確定的第一和第二壓差值來確定第三壓差值的裝置；以及使用所述第一、第二和第三壓差值來確定所述物質的氣相的氣體流率以及所述物質的液相的液體流率的裝置。
2.如權利要求1所述的流量計組件，其特征在于，還包括用于測量所述第一流量測量 分接頭、所述第二流量測量分接頭和所述第三流量測量分接頭中的任意兩個之間的壓差的 測量裝置。
3.如權利要求1所述的流量計組件，其特征在于，所述第三流量測量分接頭在離所述 位移構件下游至少四個直徑的區域延伸通過所述導管。
4.如權利要求1所述的流量計組件，其特征在于，所述第三流量測量分接頭在離所述 位移構件下游六個直徑的區域延伸通過所述導管。
5.如權利要求1所述的流量計組件，其特征在于，還包括延伸通過所述導管的支承件， 所述支承件將所述位移構件安裝于所述導管并將所述位移構件保持在所述流體流中的位 置。
6.一種使用流量計確定兩相流體的流率的方法，所述流量計包括位于導管內的位移構 件、位于所述位移構件上游的第一流量測量分接頭、位于所述位移件下游端處的第二流量 測量分接頭以及位于所述位移件下游的第三流量測量分接頭，所述方法包括測量所述第一流量測量分接頭、所述第二流量測量分接頭和所述第三流量測量分接頭 中的每一個處的流體壓力；確定所述第一流量測量分接頭、所述第二流量測量分接頭和所述第三流量測量分接頭 中的任意兩個之間的第一壓差；確定所述第一流量測量分接頭、所述第二流量測量分接頭和所述第三流量測量分接頭 中的任意兩個之間的第二壓差，其中用來確定所述第二壓差的兩個流量測量分接頭不同于 用來確定所述第一壓差的所述流量測量分接頭； 基于所確定的第一和第二壓差確定第三壓差； 確定傳統流量計氣體流率；確定膨脹流量計氣體流率；確定所述傳統流量計氣體流率與所述膨脹流量計氣體流率之比小； 將Lockhart Martinelli等式代入所述傳統錐形流量計濕氣關系式； 執行等式<formula>formula see original document page 3</formula>的迭代以確定mg、XLM和、；以及使用所述和中的至少一個確定所述兩相流體的液體流率。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，確定所述傳統流量計氣體流率mgt包括根據 下面等式確定mgt的值me = EA1eCdyl2pAPt = EAiKg^lp^t。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，確定所述膨脹流量計氣體流率iv包括根據 下面等式確定mge的值mg = EAXj2pAPr o
9.9.如權利要求6所述的方法，其特征在于， 是通過下面等式確定的<formula>formula see original document page 3</formula>
10.如權利要求6所述的方法，其特征在于，將所述Lockhart Marinelli (XLM)等式代 入所述傳統錐形流量計濕氣關系式包括將下面的等式代入所述傳統錐形流量計濕氣關系 式<formula>formula see original document page 3</formula>
11.如權利要求6所述的方法，其特征在于，將所述Lockhart Marinelli (XLM)等式代 入所述膨脹錐形流量計濕氣關系式包括將下面的等式代入所述膨脹錐形流量計濕氣關系 式<formula>formula see original document page 3</formula>
12.如權利要求6所述的方法，其特征在于，確定所述液體流率包括求解下面等式中的
13. 一種使用流量計確定兩相流體的流率的方法，該流量計包括位于導管內的位移構 件、位于所述位移構件上游的第一流量測量分接頭、位于所述位移構件下游端處的第二流量測量分接頭以及位于所述位移構件下游的第三流量測量分接頭，所述方法包括測量所述流體在所述第一流量測量分接頭、所述第二流量測量分接頭和所述第三流量 測量分接頭中的每一個處的壓力；確定所述第一流量測量分接頭、所述第二流量測量分接頭和所述第三流量測量分接頭 中的任意兩個之間的第一壓差；確定所述第一流量測量分接頭、所述第二流量測量分接頭和所述第三流量測量分接頭 中的任意兩個之間的第二壓差，其中用來確定所述第二壓差的兩個流量測量分接頭不同于 用來確定所述第一壓差的所述流量測量分接頭； 基于所確定的第一和第二壓差確定第三壓差； 確定傳統流量計氣體流率； 確定膨脹流量計氣體流率；確定所述傳統流量計氣體流率與所述膨脹流量計氣體流率之比小； 將Lockhart Martinelli等式代入所述膨脹錐形流量計濕氣關系式； 執行等式<formula>formula see original document page 4</formula>的迭代以確定mg、XLM和、；以及使用和中的所述至少一個來確定所述兩相流體的液體流率c
全文摘要
一種組件，其具有傳遞具有氣相和液相的可流動物質的導管以及包括上游端和下游端的錐形位移構件。第一流量測量分接頭與上游端處的區域連通，第二流量測量分接頭與下游端處的區域連通，而第三流量測量分接頭與位移件下游的區域連通。一裝置基于取自第一、第二和第三流量測量分接頭中任意兩個的流量測量來確定第一壓差值，并基于在一個不同的分接頭處取得的流量測量來確定第二壓差值。
文檔編號G01F1/00GK101802563SQ200880107758
公開日2010年8月11日 申請日期2008年7月14日 優先權日2007年7月13日
發明者R·N·史蒂文 申請人:麥克科羅米特股份有限公司