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热物理量测试技术1概述两相流广泛应用于热能动力工程、核能工程、低温工程以及航天领域等许多领域。
所谓两相流，广义上讲是指一种物质或两种物质在不同状态下的流动，其中气体和液体一起流动称为气液两相流。
对于两相流中的气液混合物，它们可以是同一种物质，即汽—液(如水和水蒸气)，也可以是两种不同的物质，即气—液(如水和空气混合物)。
气液两相流是一个相当复杂的问题，。
在单相流中，经过一段距离之后，就会建立一个稳定的速度场。
但对于两相流，例如蒸汽和水，则很难建立一个稳定的流动，因为在管道流动中有压降产生，由于此压降作用会产生液体的蒸发，所以在研究气液两相流时必须考虑两相间的传热与传质问题。
两相流学科还处于半经验半理论阶段，对于两相流的流动和传热规律进行研究时，除了依靠各种数学物理模型外，还要依靠实验，这就需要两者相结合从而更好地进行研究。
2两相流压降测量[1]压降，即两相流通过系统时产生的压力变化，是两相流体流动过程中的一个重要参数。
保持两相流体流动所需的动力以及动力系统的容量和功率就取决于压降的大小。
一般说来，两相流体流动时产生的压降一般由三部分组成，即摩擦阻力压降、重位压降、加速压降，管道系统出现阀门、孔板等管件时，还需测量局部压降。
目前，常用差压计或传感器来测量两相流压降。
2.1利用差压计测量压降应用差压计测量气液两相流压降的测量原理图如图1所示。
所测压降为下部抽头的压力与上部截面上可列出压力平衡式如下：抽头压力之差。
在差压计的Z1（2.1）式中，为取压管中的流体密度；为差压计的流体密度。
由（2.1）可得：（2.2）由上式可知，要算出压降的值，必须知道取压管中的流体密度和差压计读数。
当管中流体不流动时：（2.3）式中，为两相混合物平均密度。
将式（2.3）代入（2.1）。
可得两相流体静止时，差压计中读数如下：（2.4）图1气液两相流系统中的压降测量从上面的方程式可知，为了从差压计得到压降，确定取压管中流体密度是十分重要的，这意味着取压管中的流体必须为单相液体或气体。
实验三气液两相流实验气液两相流是近几十年发展起来的一门新学科，在热能、动力、化工、核能、制冷、石油、冶金、航空航天、气力输送、液力输送、叶轮机械、生物技术、电子设备冷却等领域均有重要应用，已经成为研制、设计和运转这些重要工业关键设备的必备理论知识。
通过气液两相流的实验研究，是掌握气液两相流规律的基本方法。
本实验指导书根据目前已有的科研成果和国内外有关的成就，结合热能工程专业特点，针对大型电站锅炉中的水动力问题，制定如下实验内容：①垂直上升管中气液两相流的流型和管内气液两相流的压力降；②倾斜管中气液两相流的流型和管内气液两相流的压力降；③气液两相流流经孔板的流型；④气液两相流流经文丘里管的流型；⑤水平集箱和垂直并联管的管道系统通过以上实验内容，希望能达到下列目的：①了解大型电站锅炉中的水动力特性和两相流基本现象；②能够从基本原理与动手实践的角度切实训练学生进行实验的基本能力，使学生知其然、也知其所以然；③使学生从实验设计、仪器选型、实验操作、数据提取与分析处理等各个环节能够训练出真正的实验技能，能够完成合格的实验报告。
实验1 垂直上升管中气液两相流特性实验一、实验目的：1. 在大型电站锅炉中垂直布置的锅炉水冷壁管被广泛应用，本实验将模拟其两相流现象和水动力特性；2. 通过观察垂直上升管中气液两相流的流型,进一步加深了解垂直上升管中气液两相流型的特点；3. 对垂直上升管中气液两相流的压力降有比较直观的认识，并掌握垂直上升管中气液两相流的压力降的计算方法；二、实验仪器：仪器名称型号参数范围磁力泵50CQ-50 130L/min空气压缩机V-1.2/10 1.2m3/min电磁流量计MF/E2004011100EH11 282.6 L/min涡轮气体流量计CP 32700-10 1-5L/min涡轮气体流量计CP 32700-16 5-50 L/min涡轮气体流量计CP 32700-22 50-500 L/min差压变送器1151DP4E22B3 10KPa差压变送器1151DP5E22B3 100KPa压力变送器1151GP6E22B3 300KPa三、实验原理图：11164445231298101371381 水箱2 空气压缩机3 磁力泵4 涡轮流量计 5电磁流量计 6 气液混合器7 减压阀 8 调节阀 9截止阀 10球阀 11 水集箱 12 针阀 13 过滤器四、实验任务：1.观察垂直上升管中气液两相流的流型：(1)打开系统电源，使气体、液体流量计预热2分钟；然后打开采集程序，记下采集程序上显示的气路和水路温度（根据此温度查出水和空气的密度）；(2)打开磁力泵，将主路的调节阀开度调小和旁路的调节阀开度调大,同时将垂直上升管实验段水路的球阀开启，使水缓慢地流过实验段，直到取压管内大体上充满水为止；(3)关闭磁力泵和水路的球阀,打开空气压缩机和气路的球阀,将50-500L/min涡轮流量计一路的针阀开启，调节针阀开度,使涡轮气体流量计所测得的体积流量保持在300L/min；打开磁力泵，调节主路和旁路的调节阀开度,将主路阀门开度达到最小，旁路阀门开度达到最大。
气液两相流量计原理
气液两相流量计是一种用于测量流体中同时存在气体和液体的仪器。
它利用了气液两相在流动过程中产生的不同特性，实现了对气液两相流量的精确测量。
气液两相流量计的原理基于两个主要的参数：液位和气液比。
液位是指液体表面距离流量计下游固定点的高度，而气液比则是指气体与液体的体积比。
这两个参数可以通过传感器测量和计算得出。
在气液两相流体中，气体的体积远远大于液体，因此气体的流动速度要明显快于液体。
当气液混合物通过流量计时，液体部分会沉积在流量计内的测量管壁上，形成液膜，而气体则会以气泡形式穿过液膜。
利用液位和气液比两个参数，气液两相流量计可以计算出相对应的气体和液体的体积流量。
通过准确测量液位的变化和掌握液体温度等参数，可以实现对气体和液体体积流量的准确测量。
气液两相流量计在化工、石油、环保等领域具有广泛的应用。
它可以用于油井、水处理设备、石油炼化装置、污水处理等流体系统的流量测量。
由于涉及到气液两相的复杂流动，气液两相流量计的设计和精确度要求相对较高。
总的来说，气液两相流量计利用液位和气液比两个参数，通过测量和计算实现了对气液两相流量的准确测量。
它在多个领域的应用中发挥着重要的作用，为工农业生产提供了可靠的流量测量手段。
《水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究》篇一一、引言随着能源、化工等领域的不断发展，水平管内气液两相流的研究变得日益重要。
在许多工业过程中，如石油开采、管道输送、冷却系统等，都需要对气液两相流进行深入的研究。
气液两相流的流型对管道的输送效率、安全性能以及系统设计都有重要的影响。
因此，本文对水平管内气液两相流的流型进行了数值模拟与实验研究，以期为相关领域的实际应用提供理论依据和参考。
二、流型分类与数值模拟方法水平管内气液两相流的流型主要分为泡状流、弹状流、泡状-弹状混合流、环状流等。
这些流型具有不同的流动特性和相互转换的规律。
为了更好地研究这些流型的特性，本文采用了数值模拟的方法。
数值模拟主要采用计算流体动力学（CFD）方法，通过建立数学模型，对不同流型下的气液两相流进行模拟。
在模拟过程中，考虑了流体物性、管道尺寸、流动速度等因素对流型的影响。
同时，采用适当的湍流模型和两相流模型，对气液两相的相互作用和流动特性进行描述。
三、实验研究方法与结果分析为了验证数值模拟结果的准确性，本文还进行了实验研究。
实验采用水平管道装置，通过改变气液流量、管道尺寸等参数，观察并记录不同流型下的流动特性。
实验结果表明，随着气液流量的增加，流型逐渐由泡状流向环状流转变。
在泡状流中，气泡分散在连续的液相中；在弹状流中，较大的气泡或气团交替出现在连续的液相中；而在环状流中，气体核心包裹着液体在管道中流动。
这些流型的转换规律与数值模拟结果基本一致。
此外，实验还发现，管道尺寸对流型也有显著影响。
当管道直径增大时，更易形成环状流；而当管道直径较小时，更易形成泡状或弹状流。
这为实际工程应用中管道设计和优化提供了重要的参考依据。
四、数值模拟与实验结果对比分析将数值模拟结果与实验结果进行对比分析，可以发现两者在流型转换规律和流动特性方面具有较好的一致性。
这表明本文采用的数值模拟方法具有较高的准确性和可靠性，可以为实际工程应用提供有效的预测和指导。
气液两相流流型实验报告实验名称：气液两相流流型实验目的：1. 熟悉台架,掌握流量测量仪表的使用；2. 掌握常见两相流流型的划分方法及相关规律，观察水平管中不同流型的特点；3. 根据各工况点实验数据绘制两相流流型图，并与典型流型图做比较。
实验任务：实验测量数据：,,,.(1) 测取不同情况下气相，液相流量；记录P P t tw气减室(2) 判别流型要求：(1) 实验数据汇总表；(2) 绘制αβ-曲线(3) 根据实验数据用Weisman图判别流型实验原理1、水平管道中气液两相流流型的划分及各流型特征在水平管道中的气液两相流，由于重力影响使流型结构呈现不对称性，因而水平管中的流型特征变得较为复杂。
Oshinowo流型划分原理使流型变得相对简单，根据Oshinowo的划分原则，一般把水平管道中的流型划分为六种，泡状流、塞状流、层状流、波状流、弹状流、环状流。
（1）泡状流在泡状流中，气相是以分离的气泡散布在连续的液相内，气泡趋向于沿管道上半部流动，这种流型在含气率低时出现。
（2）塞状流在塞状流中，小气泡结合大气泡，如栓塞状，分布在连续的液相内，大气泡也是趋向于沿管道上部流动，并且在大气泡之间还存在一些小气泡。
（3）层状流在层状流中，两个相的波动被一层较光滑的分界面隔开，由于重力和密度不同，气相在上部液相在下部分开流动。
层状流只有在气相和液相的速度都很低时才出现。
（4）波状流当气流速度增大时，在气、液分界面上掀起了扰动的波浪，分界面由于受到沿流动方向的波浪作用而变得波动不止。
（5）弹状流当气体流速更高时，分界面处的波浪被激起与管道上部管壁接触，并形成以高速沿管道向前推进的弹状块。
（6）环状流当气体流速进一步增高时，就形成气核和环绕管周的一层液膜，液膜不一定连续均匀的环绕整个管周，管子的下部液膜较厚，在气芯中也夹带有液滴。
图1水平不加热管中的流动型式表1水平绝热管中的流型变化增加液相流量增加气相流量ST+R ST+R ST+IW S PB ST+RW ST+IW S BTS+A PF ST+RW+D ST+LRW+D ST+BTS A+RW F+D ST+RW+D ST+LRW+D A+DA+D F+D F+DD A+RW A+RWA+D A+DA表示环状流（annular）；B表示气泡（bubble）；BTS表示中空气弹（blow through slug）；D表示液滴（droplet）；F表示液膜（film）；IW表示平缓波（inertial wave）；LRW表示大翻卷波（large roll wave）；PB表示气栓加气泡（plug＆bubble）；PF 表示气栓加泡沫（plug＆froth）；R表示涟漪波（ripple）；RW表示翻卷波（roll wave）；S表示气弹（slug）；ST表示层状流（stratified）。
摘要:从被测气液两相流体中取样分流出一部分单相液体,通过测量这部分单相液体的流量确定被测气液两相流体的流量或干度。
通过将两相流体的测量转化为单相液体的测量,避免了两相流体的波动对测量精度的影响。
分析表明:取样液相流量与主管路总流量的比值与主管质量含气率成线性关系。
如果已知质量含气率或质量流量其中一个参数可以确定另一个参数。
设计了液体取样装臵,在气液两相流实验环道上进行实验。
结果表明:本实验范围内,流量和质量含气率测量最大误差小于10%。
引言气液两相流广泛存在于石油、化工、核能等许多工业领域,在两相流系统中多相流体的流量测量是难以回避的,也是至今未能很好解决一个难题。
Falcone,Alvaro,Hewitt,林宗虎等人对多相流量测量进展进行了回顾[1~4]。
与单相流相比,两相流体的一个显著特征就是流动具有强烈的波动性,气液两相在管道截面的分布形式即流型随着气液相流量的改变不断变化,不同流型间的相态分布特征和流体动力学特性有很大差别,导致工作在两相流体中的仪表输出信号受流型等参数的影响波动性大,测量精度低。
有些在线多相流量测量技术采用人工神经网络等非线性信号处理技术来预测多相流量[5],缺乏坚实的理论基础,严重依赖训练样本的范围、数量及精度,在使用过程中还需要进行频繁标定。
另外,基于射线吸收原理的多相计量方法还存在对环境和人员潜在的威胁[6]。
为了改善两相流量测量的可靠性和精度,王栋提出了利用T型三通的相分离特性,从被测气液两相流体中分流出一部分单相气体,通过测量这部分单相气体的流量确定被测气液两相流体的流量或干度的计量方法[7],由于测量仪表工作在单相气体环境条件下,测量稳定性有了很大提高。
但由于气体的密度随温度压力变化,容易造成取样气体质量流量的测量精度偏低。
为此,本文提出了基于液体取样的多相流量测量方法,根据取样液体流量确定主管被测两相流体流量或质量含气率。
1 流量和质量含气率测量原理上游来的气液两相流体经过特殊设计的液体取样器后,被分成两部分,一部分液相进入液体取样回路;另一部分两相流体沿原来路线流入直通回路。
流体动力学中的气液两相流动1. 引言在流体力学中，气液两相流动是指同时存在气体和液体的流动现象。
它在众多领域中都有广泛应用，如工业生产、自然环境等。
研究气液两相流动的特性和行为，对于优化流体系统的设计和操作具有重要意义。
本文将介绍流体动力学中的气液两相流动的基本概念、数学模型和实验方法。
2. 气液两相流动的基本概念2.1 混合比混合比是描述气液两相流动中气体和液体相对含量的重要参数。
一般使用体积混合比或质量混合比来表示。
体积混合比定义为气体体积与总体积的比值，而质量混合比定义为气体质量与总质量的比值。
混合比的变化会导致气液两相流动的性质和行为发生明显改变。
2.2 相界面在气液两相流动中，气体和液体之间存在一个明确的相界面。
相界面的位置和形态对于流动行为有重要影响。
根据相界面的性质可以将气液两相流动分为连续相和离散相两类。
2.3 流速分布气液两相流动中，气体和液体的流速分布通常是非均匀的。
由于相界面的存在，气体和液体的流速在空间上存在明显的变化。
研究流速分布对于了解气液两相流动的运动规律和效果具有重要意义。
3. 气液两相流动的数学模型3.1 连续介质模型对于流体力学中的大多数气液两相流动问题，可以采用连续介质模型进行描述。
该模型假设气液两相流动是连续的，可以使用流体动力学方程和质量守恒方程来描述。
3.2 多相流模型对于某些特殊的气液两相流动问题，如气泡流动、雾滴流动等，连续介质模型不再适用。
此时需要采用多相流模型进行描述。
多相流模型考虑了气体和液体相之间的明显界面，可以更准确地描述气液两相流动的特性。
4. 气液两相流动的实验方法4.1 可视化实验可视化实验是研究气液两相流动的常用方法之一。
通过使用高速摄像机等设备，可以观察气液两相流动的实时图像，从而揭示其内在的特性和行为。
4.2 流量测量实验流量测量是研究气液两相流动的另一个重要实验方法。
通过使用流量计等设备，可以准确测量气体和液体的流量，进一步分析气液两相流动的特性和行为。
管道系统气液两相流动特性研究管道系统是化工和石油行业中的重要组成部分，而气液两相流动是管道系统中常见的流体状态。
对于管道系统中的气液两相流动特性的研究，不仅能够提高工业生产的效率和安全性，还有助于解决流体输送过程中的一系列问题。
本文将围绕管道系统气液两相流动特性进行探讨。
首先，我们来了解一下气液两相流动的基本概念。
气液两相流动是指在管道内同时存在气体和液体的混合流动状态。
在这种流动状态下，气体和液体之间存在着相互作用和交换，其流动特性与单相流动有很大的差别。
对于气液两相流动，既可以是气体为主导，液体悬浮在气体中的气泡流动，也可以是液体为主导，气体以气泡的形式分布在液体中的泡状流动。
不同的气液两相流动模式对管道系统的影响也是不同的。
在管道系统气液两相流动过程中，流体的流速、密度、黏度等性质对流动特性起着重要的影响。
一般来说，气体的流动速度较快，黏度较小，流动性较好，因此在气液两相流动中往往是以气体为主导的。
而液体的流动速度较慢，黏度较大，流动性较差，因此在气液两相流动中往往是以液体为主导的。
此外，由于气液两相流动中气泡的存在，还会引起流体的不稳定性和非均匀性，增加流动的阻力和压降。
在研究管道系统气液两相流动特性时，需要考虑的因素很多。
首先是流体的物性参数，比如气体的压力、温度、密度等，液体的表面张力、静压力、黏度等。
其次是管道的几何形状和尺寸，包括管道的直径、长度、弯头、分支等。
还需要考虑流体与管道壁的相互作用，比如摩擦、颗粒的堆积、结壳等。
此外，还需要考虑管道系统中的流体输入和输出，比如进口流体的速度、流量等以及出口流体的压力、流速等。
研究管道系统气液两相流动特性的方法有很多。
实验方法是最常见的一种方式，通过在实验装置中模拟气液两相流动的条件，观察和测量流体的参数变化，来研究气液两相流动的特性。
数值模拟方法是另一种常用的研究方法，通过建立数学模型和计算流体力学方法，模拟和计算气液两相流动的过程和特性。
SWP-L628-T天然气、凝析液两相流量计的分析与研究1 气液两相流计量技术的概述气液两相流是石油、化工、动力等工业领域常见的流动工况，但气液两相流体的流量测量方法却一直是国际上没有很好解决的一个难题。
目前工程上的解决方案仍然是分离法，即首先应用分离设备将气液两相流体分离成单相流体，然后再用单相流量计进行测量。
&nb1 气液两相流计量技术的概述气液两相流是石油、化工、动力等工业领域常见的流动工况，但气液两相流体的流量测量方法却一直是国际上没有很好解决的一个难题。
目前工程上的解决方案仍然是分离法，即首先应用分离设备将气液两相流体分离成单相流体，然后再用单相流量计进行测量。
2 新型孔板差压噪声测量气液两相流原理的基本介绍由于两相流动的随机性在测量过程中产生的噪声。
根据传统的测量理论，此噪声仅仅是检测系统中的干扰信号。
按照现代检测理论的观点，噪声也是过程系统输出的一种信息。
通过对噪声机理的分析，建立噪声的统计滤波模型，便可获得噪声与被检测变量相关的定量信息，从而建立噪声检测两相流的实用理论模型，实现两相流的双参数检测。
3 测量原理根据清华大学多年的理论和实验研究，并经过气液两相流测量工程试验检验，有：式中：G：t/h或kg/h，质量流量；X：%，质量含气率，即天然气气所占百分比；A：孔板常数，由管道直径，β值等所确定；△P：kPa，测量差压平均值；差压脉动（方差）与差压平均值之比；这样，应用一块标准节流孔板，配以差压变送器、压力变送器，就可以以根据差压测量平均值及其方差，计算出天然气、凝析液两相流的流量和干度。
4 气液两相流双参数测量仪的结构和工作原理清华大学核能与新能源技术研究院经过多年研究形成的两相流计量技术与乌鲁木齐昌晖自动化仪表有限公司一体化孔板流量计及气液两相流量积算仪技术相结合，在Z-80单板机型气液两相流双参数测量仪的基础上，采用8098单片机研制成功新型仪表。
仪表的核心是8098CPU，配置32kBROM、8kBRAM、8位LED和8个按键；并有D/A输出、RS232通讯接口和微型打印机。
气液两相流量测量浅析时间：2009-07-22 13:29:20 来源：控制工程网作者：摘要：本文简介了多相流与单相流的差异，它将随着工况与环境的变化，呈现多种的流态，而不同的流态将采用不同的数学模型进行描述。
流态是影响多相流量各项技术指标的关键因素，在某一分相流率应用较好的流量计未必可成功应用于其他情况。
近几十年来，随着工业现代化的加速，在不少领域中出现了气液两相流，如热电、核电的气化单元；天然气、石油的开采、输送；低沸点液体的输送......，对它的研究已引起了国内外广泛的关注，由于两相流的复杂性、随机性，要认识这些现象进行预测，首先要解决检测问题，流量是最基本的参数，首当其冲，迫切有待解决。
在我国的能源结构中，富气少油，天然气资源较为丰富（如新疆、内蒙、四川、近海），开采中多采用陈旧的工艺，即先用笨重的分离器，将气、液分离后，再分别进行气、液流量计量。
分离器不仅昂贵，而且耗费大量耗能的钢材、体积也十分庞大，如海上开采平台，作业区狭窄，难以选用，迫切需要开发、推出气液二相流量计。
一、两相流的特征及主要参数相的定义为在某一系统中，具有相同成分；物理、化学性的均匀物质成分；不同的相具有明显的界面。
在自然界的物质一般分为固相、气相与液相三种，本文主要讨论同时存在气相与液相物质的流动，由于多相中存在各相的界面效应及相对速度，相界面在时间及空间上都是随机可变的，所以，其流动特性较单相流复杂得多，特征参数也较单相流多一些，简要介绍如下：■流型：亦称流态，即流动的形式或结构，各相界面之间存在随机可变的相界面，使两相流呈现为多种复杂的形式，流型不仅影响两相流的压力损失、传热效果，也影响流量测量。
对气、液两相流来说，管道处于不同的位置（水平、垂直）也影响其流态形式，较为典型的如图1所示。
图1 气液两相流的各种典型流态■分相含率：表述两相流中的分相浓度，说明分相流体占总量中的比例通常表述为：①质量流量含率c，为分相质量流量（气体为qmg、液体为qme）与总质流量qm之比，如气液两相c＝qmg / qm＝qmg / qmg+qme②容积流量含率b，说明分相容积流量（气体为qvg，液体为qve）与总容积流量qv之比，如气液两相b＝qvg / qv＝qvg / qvg+qve■截面含率ac，说明分相流量在某一截面A上所占的比例，气相为Ag、液相为Ae，如气油两相ac＝Vg / V＝Vg / Vg+Ve■容积含率a，说明分相流体在某一管道长度段容积V所占的容积，气相为Vg、液相为Ve，如气液两相a＝Vg / V＝Vg / Vg+Ve■混合流密度①流动密度ρo，单位时间内，流过某一截面的两相混合物总质量qm与总积qv之比，如气相密度为ρg，液相密度为ρe，则气液相流的流动密度。
气液两相流量测量浅析时间：2009-07-22 13:29:20 来源：控制工程网作者：摘要：本文简介了多相流与单相流的差异，它将随着工况与环境的变化，呈现多种的流态，而不同的流态将采用不同的数学模型进行描述。
流态是影响多相流量各项技术指标的关键因素，在某一分相流率应用较好的流量计未必可成功应用于其他情况。
近几十年来，随着工业现代化的加速，在不少领域中出现了气液两相流，如热电、核电的气化单元；天然气、石油的开采、输送；低沸点液体的输送......，对它的研究已引起了国内外广泛的关注，由于两相流的复杂性、随机性，要认识这些现象进行预测，首先要解决检测问题，流量是最基本的参数，首当其冲，迫切有待解决。
在我国的能源结构中，富气少油，天然气资源较为丰富（如新疆、内蒙、四川、近海），开采中多采用陈旧的工艺，即先用笨重的分离器，将气、液分离后，再分别进行气、液流量计量。
分离器不仅昂贵，而且耗费大量耗能的钢材、体积也十分庞大，如海上开采平台，作业区狭窄，难以选用，迫切需要开发、推出气液二相流量计。
一、两相流的特征及主要参数相的定义为在某一系统中，具有相同成分；物理、化学性的均匀物质成分；不同的相具有明显的界面。
在自然界的物质一般分为固相、气相与液相三种，本文主要讨论同时存在气相与液相物质的流动，由于多相中存在各相的界面效应及相对速度，相界面在时间及空间上都是随机可变的，所以，其流动特性较单相流复杂得多，特征参数也较单相流多一些，简要介绍如下：■流型：亦称流态，即流动的形式或结构，各相界面之间存在随机可变的相界面，使两相流呈现为多种复杂的形式，流型不仅影响两相流的压力损失、传热效果，也影响流量测量。
对气、液两相流来说，管道处于不同的位置（水平、垂直）也影响其流态形式，较为典型的如图1所示。
图1 气液两相流的各种典型流态■分相含率：表述两相流中的分相浓度，说明分相流体占总量中的比例通常表述为：①质量流量含率c，为分相质量流量（气体为qmg、液体为qme）与总质流量qm之比，如气液两相c＝qmg / qm＝qmg / qmg+qme②容积流量含率b，说明分相容积流量（气体为qvg，液体为qve）与总容积流量qv之比，如气液两相b＝qvg / qv＝qvg / qvg+qve■截面含率ac，说明分相流量在某一截面A上所占的比例，气相为Ag、液相为Ae，如气油两相ac＝Vg / V＝Vg / Vg+Ve■容积含率a，说明分相流体在某一管道长度段容积V所占的容积，气相为Vg、液相为Ve，如气液两相a＝Vg / V＝Vg / Vg+Ve■混合流密度①流动密度ρo，单位时间内，流过某一截面的两相混合物总质量qm与总积qv之比，如气相密度为ρg，液相密度为ρe，则气液相流的流动密度。
ρo＝ρg b+pe (1-b)②真实密度ρm，在管道中取一微元体DV，在某一时间，二相介质的总质量DM与总体积DV之比，对气液两相流，真实密度ρm＝ρq a + ρe (1-a)$$$$$$$BK-198.jpg■流速：二相流中各单相在管道中的流速并不一定相等，常有差异，所以除了描述混合体的平均流速Vm外，还应说明分相流速在气、液两相流中，气相流速为Vg，液相流速为Ve，它们之间的关系为VmA=VgAg+VeAe在工程中常以分相流量除以管道截面A来表示分相流速，即：Vg＝qvg / A，Ve＝qve / A分相流体的速度差为相对速度，气液两相流的相对流速为VgeVge＝Vg - Ve分相流体速度之比为速度滑移比S，气液两相流速滑移比为：S＝Vg / Ve■两相流模型：两相流的流态极为复杂，建立一些典型的模型是研究各种测量方法的基础，常用的有以下几种：均相流：气、液两相为均匀的混合物，相间不存在相对速度，S=1，如雾状流分相流：两相为完全分离的两种流体，相间存在不同流速，S≠1，如分层流漂移通量：基本上是分相流，研究的重点是相间的相对运动，适用于弹性流，环形流流型公式，为便于工程应用，对各种流型建立一些半经验公式为了便于研究，以上虽列出了一些气、液二相流的基本流型，并描述了主要参数，而实际情况还要复杂得多。
经常在同一管段中的不同管段，由于下述原因，如流量的大小；流体物理性质（温度、压力、密度、粘度、表面张力)；管道的位置（水平、垂直、倾斜），管道截面或几何形状的变化都可能改变流型，所以即使某种流量仪表成功地解决了某一流率的两相流量测量，而因上述原因引起了流态的变化，仍可能引入较大的测量误差。
二、常用测量方法如图2：图2 常用的测量方法■完全分离这种方法已用了几十年，即将气液二相流通过分离器，完全分离为气、液两相后，再分别用单相流量仪表分别进行计量。
分离器体积庞大、笨重，价格昂贵（据称一般需65万美元左右一个）耗费大量耗能钢材，且无法进行在线测量，难以予测气井的生产规律，极大制约了科学地进行开采和管理，而海上开采天然气，因作业平台狭窄，也很难采用这种方法。
由于几十年以来没有成功的气液两相流量计可供选用，采用完全分离方法应属无奈之举。
■部分分离又分为简单分离与分流分离二种：简单分离是采用小型、轻巧的分离器，先将气液两相流进行分离，由于小巧，则分离效果较差，不能达到完全分离的效果，分离出来的气相还含少量的液相，多呈环雾状，分离出来的液相还含有少量的气相，多为泡状流。
由于两相流的流态是影响流量测量准确度的重要因素，这样多予处理将有助于提高测量的准确度及可靠性。
这点有点类似于单相流量测量的流动调整器，先改善流场，再进行测量。
可以提供简单分离器的供应商有Agar、Aker Kvaemer、Accuflow、Haimo等；可提供简单分离二相流量计的供应商有Agar、西安开尔、宁波威瑞泰等，简单分离器的成本较低，但也需要约25万美元一台，体积约为传统完全分离器的1/4,仍较为庞大。
分流分离法是取出管道中5-20%的两相流，用一个小型分离器分成气、液两相流后，再用单相流量计分别进行测量，将测量结果按分流的比例换算为主管道中的气、液二相流量。
这种方法貌似较完全分离法节约，减少了分离器的体积重量、降低了成本，较易实施。
但弊往之隐藏在利之中，取出的这部分流体、气液比率是否与主管道一致；流态是否会发生变化；按分流比例换算能否得到必需的准确度，都是难以确定的。
单相大口径流量的测量也采用过类似的方法，从大口径管道中取出部分流量用小口径流量测量，再按比例推算，由于难以获得必要的准确度，并未推广应用。
看来，采取部分分离方法也并不太理想，仅仅是在未得到理想两相流量计之前的不得已而为之的权宜之计。
彻底解决还是要采取非分离法，直接采用两相流量计。
■直接测量无需分离，直接用气液两相流量计测出气、液流量，不仅具有体积小、成本低、安装方便等优点，还可以实时在线测量，采用RS232/485通讯，GPRS无线通讯进行远程测控，对气田资源的预测，科学地管理提供了可能。
主要有以下几种：差压式是两相流量计研究最为广泛，工作较为可靠、稳定的一种方法，它以分相或均相模型为基础建立了流量与差压的关系，具体有以下三类：其一是经典节流仪表如孔板、文丘里为测量仪表，是迄今为止参予研究最多、最成熟的一种方法，产品已经走出试验室，进入了实用的阶段; 其二是当两相流体流过等截面直管段，根据摩擦、加速度、重力的变化所产生的差压来建立模型; 其三是当两相流流经弯头，v形管等管件，由于动量矩、离心力所产生的动压来测量气、液分相流量、以上这些方法，国内外厂家以应用文丘里管较为成熟，如表1。
速度式通过测量两相流的流速来测量气、液两分相流量、广泛采用了新技术，如：力学法－利用流体的动压、动力矩、离心力测流速相关法－通过两点的相关函数测流速光学法－采用激光多普勒效应或光纤技术测流速热学法－采用热线风速仪测流速电磁法－利用电磁感应测流速核磁共振法－通过核磁共振原理测流速容积式通过气、液相的流体基本特性的差异达到测量分相的流量。
如气相体积流量与流动状态下的压力密切有关;而液相的体积流量与流动状态下的压力基本无关。
根据总体积流量、压力、温度三个参数与被测介质的热力性质可推算各分相的体积流量。
质量式流体在流动中如果温度、压力频繁变化，将导致密度的变化，使其容积流量不能反映质量流量的大小（气体尤为突出），而贸易的结算、管理的核算主要的依据应是质量流量，所以两相流量更希望得到的是分相的质量流量。
目前科里奥利质量流量计在两相流量测量中日益引人注目。
三、气、液二相流量计简介■ 2002年由英国Solartron推出了二种气、液两相流量计Dualstrem MKⅠ，MKⅡ，MKⅠ型当液相含量较高时，虚高误差过大，要求定期用示法测量液体的含量，以提高准确度，由于这种方法不能在线实时测量，难以满足气田的科学开采及管理，又推出了MKⅡ型，它采用了混合器与两个文丘里管组成，对经典文丘里进行了改进，入口角减小至21 ,加长了喉部长度，扩张角订为15，MKⅡ型附加了混合器，其作用是令气、液二相的速度滑移比s接近于1,在截面上分布尽量均匀，流态近于均相流以提高准确度。
从二个文丘里管（或一台文丘里加一台节流装置）得到的差压信号，按均相流的数学模型处理，得到气相含率qmg，再按总质量流量qm，分别求出气、液两相流量，由于计算是基于Murdock数学模型，比较简单，难以涵盖复杂的各种现场，流量准确度较低，气相可达±5%;液相仅±10%。
图3 U形管二相流量计原理图。
■倒U形管（图3）研究表明，流动密度与体积含气率测量误差间存在较好的线性关系，在气相为连续相而液相为离散相的流态下，气相流速及实验流态对这种线性关系影响很小，体积含气率的测量误差与流动密度呈单值线性关系。
当上述这种气、液两相流经图3所示的倒U形管时，如管道截面为直管，流动稳定，从力学上讲，流体的压降可由加速压降、摩阻压降、重力位压降三部分组成。
在稳定流动状态下，加速压降可忽略不计，摩阻压降在U形管上升与下降大小相等，方向相反，可以抵消，剩下的仅有重力位压降，简化了计算公式，再通过对流动密度的修正，据称可获得±1%的体积含气率的测量精确度。
■ T型气液两相流量计（图4）主要用于天然气的开采，不用分离器，直接分别测量天然气流量及其中所含液体（水、油）流量。
图4 T型气液两相流量计它的一次表采用了一台优化结构的内锥流量计、一台文丘里管及二台差压变送器、一台压力变送器、一台温度变送器。
二次表暂时采用ARM流量计算机，具有功耗低、稳定性好、外围功能齐全、大屏幕液晶显示屏、良好的人机界面等优点，可在线显示输出压力、温度、气相、液相流量、掉电时间，实时测量。
具有模拟输出、RS232/485通讯、GPRS无线通讯等功能。
该产品在国内试运行一年之久，现场应用表明，仪表工作稳定可靠，主要技术指标接近甚至超出国外产品，打破了国外产品在这一领域的垄断地位。
