一种监测段塞流及其诱导柔性立管振动的实验装置及方法

摘要

本发明涉及一种监测段塞流及其诱导柔性立管振动的实验装置及方法，实验装置由供气系统、供液系统、实验测试管段、数据采集系统四部分组成。气、液流经Y形三通混合后，进入悬挂透明管，其外侧均匀分布有标定件。两台高速摄像分别从下侧和正前方拍摄标定件黑色圆形位移和管内段塞流尺寸、位置。利用标定件黑色圆形的实际直径和其在图像上所占的像素单元，可以将图像尺寸与实际尺寸关联。按时间序列将每帧图像处理后，可得到段塞的运移速度和标定件黑色圆形圆心的位移数值，从而得到实验测试管段不同位置的振动情况。本发明可同时监测管内段塞流与管道振动，实现了无干扰、非介入同步测试。

主权项

一种监测段塞流及其诱导柔性立管振动的实验装置，其特征在于：由供气系统、供液系统、实验测试管段、数据采集系统四部分组成；供气系统由气泵（1）、储气罐（2）、进气阀（3）、球形气体流量计（4）组成，并通过输气管线依次连通；供液系统由水箱（5）、水泵（6）、进液阀（7）、液体电磁流量计（8）组成，并通过输液管线依次连通；输气管线末端与输液管线末端通过Y形三通（12）连接至下游管线，Y形三通（12）出口经一段水平管路后与实验测试管段相接；实验测试管段由一段悬挂透明管（20）和套在其外侧均匀分布的五个标定件组成，悬挂透明管（20）两端由固定压板固定，实验测试管段经管线连接至水箱（5）上方，且水箱（5）上方管线出口高于液面；数据采集系统由仰视高速摄像机（25）、正视高速摄像机（26）、五个压力传感器、两个压力数据存储器和采集终端（27）组成；进气管压力传感器（10）和进液管压力传感器（9）分别安装在输气管线末端和输液管线末端，并连接混合前支管压力数据存储器（11）；实验测试管段上安有三个压力传感器，分别位于测试管段底端、中段和顶端，三个压力传感器连接测试管段压力数据存储器（24）；高速摄像机拍摄的视频图像和压力数据存储器储存的数据统一储存于采集终端（27）。