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Tipo: conferenceObject
Título: An experimental study on the application of single-phase ultrasonic flowmeter in the stratified horizontal two-phase flow.
Autor(es): SAMPAIO, Paulo Augusto Berquo de
FACCINI, José Luiz Horacio
JIAN, Su
Resumo: This paper describes an experimental work conducted in order to investigate a hybrid ultrasonic technique suitability for measuring a two-phase gas-liquid stratified flow in horizontal pipes. The experiments involve the use of a single transducer pulse echo technique and an industrial contrapropagating clamp-on ultrasonic flowmeter for liquids. The single transducer pulse echo technique consists in installing a single ultrasonic transducer at the bottom of a horizontal pipe, where a two-phase gas-liquid stratified flow is ocurring. One part of the ultrasonic pulse discharged from the transducer will be transmitted through the liquid and then reflected back from the liquid-gas interface. By measuring the transit time of the reflections it is possible to determine the liquid level. For the ultrasonic flowmeter an ultrasonic signal, coming from a first ultrasonic transducer placed upstream outside the pipe wall, and travelling wholly through the liquid phase of the two-phase stratified flow with an inclination angle relative to the cross section of the pipe, is reflected by the interface between the liquid and gas. After this reflection it follows to a second ultrasonic transducer downstream at the same side of the first one. Then, the liquid velocity is averaged along this path by the ultrasonic flowmeter. To convert this velocity in a velocity averaged along the cross section occupied by the liquid, a correction factor is required. Based on this configuration, a physical-mathematical model based on the Reynolds Averaged Navier-Stokes is used to obtain the complete velocity field in the flow. Thus, the velocity component in any ultrasonic path, detected by the ultrasonic flowmeter, can be determined numerically as well as the liquid level. From this procedure, a correction factor emerges as a relation between the averaged velocity in an arbitrary cross section occupied by the liquid, and the averaged velocity along the ultrasonic path. The experimental results are compared with the numerical calculations in order to check the hybrid ultrasonic technique employed and its potential as a useful device for measuring the two-phase gas-liquid stratified flows.
Abstract: Este artigo descreve um trabalho experimental realizado com o objetivo de investigar uma técnica de ultra-som híbrido aptidão para a medição de um fluxo de gás-líquido estratificado de duas fases nos tubos horizontais. As experiências envolvem a utilização de uma técnica de eco único pulso e um transdutor contrapropagating industrial clamp-on ultrassônico para líquidos. A técnica de eco único impulso de transdutor consiste na instalação de um único transdutor de ultra-sons na parte inferior um tubo horizontal, onde um gás-liquido de duas fases é estratificada fluxo ocorrendo. Uma parte do pulso ultra-sônico descarregada desde o transdutor será transmitida através do líquido e depois reflectida para trás a partir da interface gás-líquido. por medir o tempo de trânsito das reflexões é possível determinar o nível de líquido. Para um medidor ultra-sônico sinal de ultra-som, que vem de um primeiro transdutor ultra-sônico colocado a montante do lado de fora da parede do tubo, e viajar inteiramente através da fase líquida do fluxo estratificado de duas fases com um ângulo de inclinação em relação à secção transversal do tubo, é reflectida pela interface entre o líquido e gás. Após esta reflexão que se segue a uma segunda ultra-sônico transdutor para jusante para o mesmo lado do primeiro. Em seguida, a velocidade do líquido é feita a média ao longo deste caminho pela medidor de vazão ultra-sônico. Para converter esta velocidade em uma velocidade média ao longo da secção transversal ocupada por líquido, um factor de correcção é necessário. Com base nesta configuração, um modelo físico-matemático com base no Reynolds Média de Navier-Stokes é usado para obter o campo de velocidades completa do fluxo. Assim, o componente de velocidade em qualquer caminho de ultra-sons, detectada pelo medidor de fluxo ultra-sónica, podem ser determinadas numericamente bem como o nível do líquido. a partir de Neste procedimento, um factor de correcção emerge como uma relação entre a velocidade média de uma secção transversal arbitrária ocupada pelo líquido, e a velocidade média ao longo do percurso de ultra-sons. Os resultados experimentais são comparados com os cálculos numéricos, a fim de verificar a técnica de ultra-som híbrido empregado e seu potencial como um útil dispositivo para medir as de duas fases gás-líquido fluxos estratificados.
Palavras-chave: ultrasonic technique
ultrasonic flowmeter
two-phase flow, stratified flow
numerical model
CNPq: Engenharia e Segurança de Reatores Nucleares
Idioma: eng
País: Brasil
Editor: Instituto de Engenharia Nuclear
Sigla da Instituição: IEN
Tipo de Acesso: restrictAccess
???metadata.dc.rights.uri???: http://www.abcm.org.br/pt/wp-content/anais/cobem/2009/pdf/COB09-2985.pdf
URI: http://hdl.handle.net/ien/855
Data do documento: 15-Nov-2009
Aparece nas coleções:Engenharia e Segurança de Reatores Nucleares - Trabalhos de Congresso



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