測(cè)量多孔介質(zhì)的粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】一種測(cè)量多孔介質(zhì)粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置，所述實(shí)驗(yàn)裝置由進(jìn)液管段裝置、試驗(yàn)管段裝置、出液管段裝置、可調(diào)節(jié)支撐托架四部分組成。試驗(yàn)管段裝置由試驗(yàn)測(cè)量管段和試驗(yàn)可視化管段組成；可調(diào)節(jié)支撐托架由固定架托和可調(diào)節(jié)高度支撐架組成。液體壓降通過(guò)試驗(yàn)管段的壓差變送器測(cè)量，流量由流量變送器測(cè)量。該實(shí)驗(yàn)裝置可快速測(cè)量液體流經(jīng)多孔介質(zhì)時(shí)的流量與壓差，進(jìn)而可定量的確定多孔介質(zhì)的粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)。該實(shí)驗(yàn)裝置所采用的理論原理簡(jiǎn)單，操作容易實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)液體可為單相或多相流體，實(shí)驗(yàn)多孔介質(zhì)可為規(guī)則、隨機(jī)不規(guī)則形狀且不同粒徑的細(xì)小顆粒材料組成，測(cè)量應(yīng)用范圍廣泛。
【專利說(shuō)明】測(cè)量多孔介質(zhì)的粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】： 本發(fā)明提出了一種測(cè)量多孔介質(zhì)的粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置，適用于石 油化工及環(huán)境工程等行業(yè)領(lǐng)域在內(nèi)的污染物處理過(guò)程的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)研究，具體涉及一 種測(cè)量多孔介質(zhì)的粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置。
[0002]

【背景技術(shù)】： 油田驅(qū)油、土壤中液體污染物修復(fù)、輸油管道泄漏檢測(cè)等工程實(shí)際應(yīng)用，往往涉及液體 在地層、土壤、砂石等多孔介質(zhì)中遷移研究問(wèn)題。多孔介質(zhì)以固相為固體骨架，所構(gòu)成的孔 隙空間被其他相物質(zhì)占據(jù)。多數(shù)地層、土壤、砂石等多孔介質(zhì)中液體遷移的數(shù)值研究，目前 采用Fluent等商業(yè)軟件進(jìn)行。在利用Fluent等商業(yè)軟件研究液體流經(jīng)多孔介質(zhì)區(qū)域過(guò)程 中的遷移特性時(shí)，需要已知粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)。因此，獲取多孔介質(zhì)粘性阻力系 數(shù)和慣性阻力系數(shù)具有重要的實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值，但現(xiàn)在沒(méi)有任何一種技術(shù)可以測(cè)量阻力 系數(shù)和慣性阻力系數(shù)，給測(cè)量與施工上造成了很大的不便，為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，特提出 一種新的技術(shù)方案。
[0003]


【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，而提供一種測(cè)量多孔介質(zhì)的 粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置，它使用方便、操作簡(jiǎn)單、易于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種測(cè)量多孔介質(zhì)的粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)實(shí) 驗(yàn)裝置，主要由進(jìn)液管段裝置、試驗(yàn)管段裝置、出液管段裝置、可調(diào)節(jié)支撐托架四部分組成， 所述進(jìn)液管段裝置包括：入液管、高位水箱容器、引入管短接、輸液軟管、三通、法蘭盤、不銹 鋼法蘭閘閥A、不銹鋼法蘭閘閥B及不銹鋼法蘭閘閥C，高位水箱容器側(cè)壁底端開(kāi)口焊接引 入管短接，輸液軟管一端通過(guò)固定管卡與不銹鋼法蘭閘閥A密封固定，另一端密封固定于 三通上端，三通下端連接不銹鋼法蘭閘閥B，三通中端端口通過(guò)焊接不銹鋼連接管段與不銹 鋼法蘭閘閥連接C ;所述試驗(yàn)管段裝置包括：法蘭盤、試驗(yàn)測(cè)量管段、不銹鋼隔離篩網(wǎng)、球 閥、壓差變送器LOW端隔膜、壓差變送器HIGH端隔膜、智能壓差變送器、熱電阻、排氣閥、流 量變送器及試驗(yàn)可視化管段，所述熱電阻位于試驗(yàn)測(cè)量管段上，所述排氣閥分別位于試驗(yàn) 測(cè)量管段與試驗(yàn)可視化管段上，試驗(yàn)測(cè)量管段和試驗(yàn)可視化管段內(nèi)采用高速流沖擊和振蕩 的方法填充不同粒徑顆粒材料，形成多孔介質(zhì)材料的空間區(qū)域，試驗(yàn)測(cè)量管段兩端采用法 蘭盤固定在不銹鋼隔離篩網(wǎng)上；所述出液裝置包括：法蘭盤、不銹鋼法蘭閘閥、彎頭、出液 管、出液量筒，所述的不銹鋼法蘭閘閥D與右側(cè)的法蘭盤連接，彎頭一端與法蘭盤通過(guò)輸液 軟管連接，彎頭另一端與出液管連接，出液管與出液量筒通過(guò)輸液軟管連接；所述可調(diào)節(jié)支 撐托架與固定架托連接。
[0005] 所述壓差變送器LOW端隔膜距離試驗(yàn)測(cè)量管段前端入口 50cm，壓差變送器HIGH端 隔膜距離試驗(yàn)測(cè)量后端出口 50cm。
[0006] 不銹鋼隔離篩網(wǎng)采用國(guó)標(biāo)24目不銹鋼篩網(wǎng)，采用內(nèi)徑為50 mm、長(zhǎng)度為1500 mm 的不銹鋼圓管作為模擬多孔介質(zhì)空間區(qū)域的邊界范圍。
[0007] 顆粒材料可以是玻璃球、石英砂、沙石顆粒、陶瓷濾料、土壤其中的一種。
[0008] 本發(fā)明的有益效果是：將由通過(guò)流量變送器所測(cè)得的液體流量數(shù)據(jù)，根據(jù)在 液體流經(jīng)過(guò)的截面面積一定的條件下，液體流量與流速之間的線性關(guān)系公式： I? 可以計(jì)算得到所測(cè)得的液體在流經(jīng)試驗(yàn)管段時(shí)的流速數(shù)據(jù)，將由壓差變送器LOW端 隔膜與壓差變送器HIGH端隔膜所測(cè)得的在壓差變送器的量程范圍內(nèi)的百分比例數(shù)據(jù)，對(duì) 照相應(yīng)的測(cè)量量程計(jì)算得出壓差變送器LOW端隔膜與壓差變送器HIGH端隔膜兩端的實(shí)際 壓降數(shù)據(jù)值。將計(jì)算所得流速與壓降數(shù)值根據(jù)Ergun方程：

【權(quán)利要求】
1. 一種測(cè)量多孔介質(zhì)的粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置，主要由進(jìn)液管段裝 置、試驗(yàn)管段裝置、出液管段裝置、可調(diào)節(jié)支撐托架四部分組成，其特征在于：所述進(jìn)液管 段裝置包括：入液管、高位水箱容器、引入管短接、輸液軟管、三通、法蘭盤、不銹鋼法蘭閘閥 A、不銹鋼法蘭閘閥B及不銹鋼法蘭閘閥C，高位水箱容器側(cè)壁底端開(kāi)口焊接引入管短接，輸 液軟管一端通過(guò)固定管卡與不銹鋼法蘭閘閥A密封固定，另一端密封固定于三通上端，三 通下端連接不銹鋼法蘭閘閥B，三通中端端口通過(guò)焊接不銹鋼連接管段與不銹鋼法蘭閘閥 連接C ;所述試驗(yàn)管段裝置包括：法蘭盤、試驗(yàn)測(cè)量管段、不銹鋼隔離篩網(wǎng)、球閥、壓差變送 器LOW端隔膜、壓差變送器HIGH端隔膜、智能壓差變送器、熱電阻、排氣閥、流量變送器及試 驗(yàn)可視化管段，所述熱電阻位于試驗(yàn)測(cè)量管段上，所述排氣閥分別位于試驗(yàn)測(cè)量管段與試 驗(yàn)可視化管段上，試驗(yàn)測(cè)量管段和試驗(yàn)可視化管段內(nèi)采用高速流沖擊和振蕩的方法填充不 同粒徑顆粒材料，形成多孔介質(zhì)材料的空間區(qū)域，試驗(yàn)測(cè)量管段兩端采用法蘭盤固定在不 銹鋼隔離篩網(wǎng)上；所述出液裝置包括：法蘭盤、不銹鋼法蘭閘閥、彎頭、出液管、出液量筒， 所述的不銹鋼法蘭閘閥D與右側(cè)的法蘭盤連接，彎頭一端與法蘭盤通過(guò)輸液軟管連接，彎 頭另一端與出液管連接，出液管與出液量筒通過(guò)輸液軟管連接；所述可調(diào)節(jié)支撐托架與固 定架托連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量多孔介質(zhì)粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置，其特 征在于：所述壓差變送器LOW端隔膜距離試驗(yàn)測(cè)量管段前端入口 50cm，壓差變送器HIGH端 隔膜距離試驗(yàn)測(cè)量后端出口 50cm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量多孔介質(zhì)粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置，其 特征在于：不銹鋼隔離篩網(wǎng)采用國(guó)標(biāo)24目不銹鋼篩網(wǎng)，采用內(nèi)徑為50 mm、長(zhǎng)度為1500 mm 的不銹鋼圓管作為模擬多孔介質(zhì)空間區(qū)域的邊界范圍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量多孔介質(zhì)粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置，其 特征在于：顆粒材料可以是玻璃球、石英砂、沙石顆粒、陶瓷濾料、土壤其中的一種。
【文檔編號(hào)】G01M10/00GK104296962SQ201410569081
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】李棟, 齊晗兵, 吳國(guó)忠, 周英明, 王秋實(shí), 劉洋 申請(qǐng)人:東北石油大學(xué)