Siasatan serat telah digunakan secara meluas dalam bidang pengesanan fasa gas multiphase kerana gangguan anti-elektromagnetnya, array mudah dan sensitiviti yang tinggi. Dalam makalah ini, kaedah pengimejan aliran dua fasa gas-cecair gas berdasarkan probe serat tunggal mod dicadangkan. Gabungan teknologi pengukuran probe serat tunggal dan algoritma interpolasi kriging bukan sahaja dapat memberikan visualisasi yang lebih komprehensif dan terperinci mengenai pengedaran Holdup di kawasan pengukuran, tetapi juga dapat mengatasi batasan kaedah tradisional.
Algoritma Interpolasi Kriging
Algoritma Interpolasi Kriging adalah kaedah anggaran tempatan berdasarkan fungsi varians, yang bukan sahaja menganggap hubungan kedudukan spatial antara titik anggaran dan titik pemerhatian, tetapi juga menganggap korelasi spatial di antara mereka, dengan itu dapat mengurangkan kesan sparsiti data pada hasil interpolasi dan meningkatkan keterangkuman interpolasi. Proses pelaksanaan spesifik pengimejan interpolasi udara berdasarkan algoritma interpolasi kriging adalah seperti berikut
Pengumpulan data dan pra -proses:Menggunakan data pemegangan gas yang diukur oleh siasatan serat optik, set data asal yang mengandungi koordinat setiap titik pengukur dan pemegangan gas yang sepadan dibina, dan titik data yang tidak normal dan hilang dihapuskan.
Sesuai dengan fungsi varians eksperimen:Bagi setiap pasangan titik pengukur, jarak di antara mereka (iaitu jarak lag) dikira, dan kemudian separa varians pemegangan gas antara pasangan mata dikira. Semi-varians dari semua pasang titik pengukur dikumpulkan mengikut lag. Bagi setiap selang lag, nilai min separuh varians semua titik dalam selang dikira untuk membentuk nilai fungsi varians eksperimen. Menurut nilai yang dikira fungsi variasi eksperimen, model yang sesuai dipilih untuk pemasangan, dan kemudian diselesaikan dengan kaedah pelarasan tidak langsung, nilai kesan nugget C 0, nilai abutement separa C dan pelbagai alpha boleh diperolehi, untuk menentukan model fungsi variasi eksperimen.
Selesaikan pekali berat badan:Fungsi varians antara titik anggaran dan titik yang diketahui dikira dengan menggunakan fungsi varians eksperimen yang ditetapkan. Dalam julat carian dengan titik yang akan dianggarkan sebagai pusat, nilai fungsi variasi antara titik dan semua titik yang diketahui dikira, dan digabungkan dengan nilai separuh varians antara semua titik yang diketahui yang diperolehi dalam langkah 2, persamaan kriging diganti, m {2}
Menyelesaikan anggaran:Koefisien berat M yang diperolehi telah digantikan ke dalam formula anggaran pemegangan gas untuk pengiraan interpolasi, dan anggaran nilai pemegangan gas dari titik ini diperolehi.
Bayangkan hasilnya:Menggunakan perisian pemprosesan imej, titik data ini dipetakan ke dalam grid di rantau interpolasi untuk menghasilkan imej kadar gas dua penyelenggaraan bahagian lajur lajur. Dalam imej, warna yang berbeza atau tahap kelabu mewakili saiz pemegangan gas dari titik interpolasi yang berlainan pada keratan rentas lajur, yang secara intuitif menunjukkan pengagihan spatial pemegang gas.
ANalysis hasil eksperimen
Memandangkan proses interpolasi kriging melibatkan banyak matriks dan operasi vektor, pengiraan formula model, penyelesaian matriks songsang dan visualisasi hasil interpolasi, kertas ini memilih kotak alat DACE dalam perisian MATLAB untuk menyelesaikan kerja yang berkaitan. Toolkit DACE mengintegrasikan fungsi ramalan model kriging dan fungsi tambahan yang berkaitan untuk mengendalikan operasi matematik kompleks di atas. Secara umum, kawasan dengan pengekalan gas yang lebih tinggi bermakna gelembung dikelompokkan atau terdapat gelembung yang lebih besar, sementara kawasan dengan pengekalan gas yang lebih rendah menunjukkan bahawa gelembung lebih tersebar atau lebih kecil dalam jumlah. Dengan peningkatan kadar aliran gas, penempatan gas juga meningkat, terutamanya di tengah -tengah paip, manakala penempatan gas berhampiran dinding paip secara beransur -ansur berkurangan. Perubahan ini mencerminkan kecenderungan kepekatan gelembung ke pusat lajur. Alasannya ialah geseran antara cecair dan dinding tiub melambatkan kadar aliran berhampiran dinding, meningkatkan rintangan gelembung untuk naik. Oleh itu, gelembung cenderung untuk berkumpul di tengah rentetan dengan kadar aliran yang lebih tinggi dan kurang rintangan, mengakibatkan kepekatan gelembung maksimum dan pengekalan gas di rantau ini. Sebaliknya, terdapat gelembung yang lebih sedikit berhampiran dinding tiub, dan pengekalan gas agak rendah, membentuk corak pengedaran gelembung dengan pusat padat dan kelebihan jarang. Simetri imej pemegangan gas di sepanjang arah radial lajur paip menunjukkan bahawa taburan gelembung agak seragam pada bahagian lajur paip, dan tiada gelembung besar atau kumpulan gelembung terbentuk. Di samping itu, kestabilan pemegangan gas terus membuktikan kestabilan proses aliran, yang tipikal aliran gelembung.
Kesimpulan
Kaedah ini bukan sahaja menyelesaikan batasan probe serat optik pelbagai tradisional dalam pengukuran pengekalan gas, tetapi juga mendapat manfaat daripada kestabilan yang sangat baik dan ketahanan sensor serat optik, yang sangat sesuai untuk aplikasi dalam persekitaran yang kompleks seperti telaga minyak dan gas. Dengan menyediakan imej intuitif pengagihan fasa gas, teknologi pengimejan dapat membantu menyesuaikan strategi pengeluaran, mengoptimumkan skim suntikan air, dan secara efektif menyokong rangsangan. Di samping itu, pemantauan masa nyata dan menggambarkan perubahan dalam pemegangan gas adalah penting untuk mengenal pasti risiko keselamatan awal, seperti pengumpulan gelembung yang boleh menyebabkan ketidakstabilan tekanan atau kegagalan peralatan. Oleh itu, teknologi ini mempunyai kepentingan penting dan nilai praktikal dalam mencegah masalah yang berpotensi.