技术特征：
1.固液气三相混输测试系统为闭式系统，其特征在于，包括沙水混合系统、气液混合系统、试验装置及控制系统以及固液分离系统；所述沙水混合系统包括水箱(10)、砂箱(18)、固液混合器(16)；水箱(10)设有第一液位计(12)、第一调节阀(8)；内部安装有筛板(11)，用以进一步过滤经固液分离后的液体，以保证水箱(10)内水的纯净；水箱(10)进水口依次连接第二电磁阀(9)、固液分离系统的出口；水箱(10)出水口依次连接第一电磁流量计(13)、第三电磁阀(14)、由第二电动机(15)驱动的增压泵(50)、固液混合器(16)的进水口；固液混合器(16)设有第三调节阀(49)、带孔的第一隔板(38)、带孔的第二隔板(45)、由第三电动机(17)驱动的第一搅拌器(20)、第二液位计(21)，固液分离器(7)上进料口依次连接第四电磁阀(19)、砂箱(18)；固液分离器(7)出料口连接气液混合系统的进口；所述气液混合系统包括空气压缩机(42)和气液混合器(37)；气液混合器(37)设有排气阀(24)、泄压阀(25)、第二调节阀(29)、带孔的第三隔板(47)、带孔的第四隔板(48)、由第四电动机(23)驱动的第二搅拌器(26)、第三液位计(27)、气体浓度传感器(28)、固体颗粒浓度传感器(44)；气液混合器(37)进气口依次与气体流量计(37)、第七电磁阀(40)、第三压力传感器(41)、由第三电动机(17)驱动的空气压缩机(42)连接；气液混合器(37)的进水口依次与第二电磁流量计(46)、第五电磁阀(22)、沙水混合系统出口连接；气液混合器(37)的出料口与试验装置及控制系统进口连接；所述试验装置及控制系统包括测试泵(1)、控制器(35)、高速摄像机(34)、补光灯(36)；高速摄像机(34)与补光灯(36)用以观察测试泵(1)以及透明监测管道(32)内的流动特性；测试泵(1)通过扭矩仪(2)与第一电动机(3)相连；测试泵(1)进口依次连接第二压力传感器(33)、透明监测管道(32)、科氏流量计(31)、第六电磁阀(30)、气液混合系统出口；测试泵(1)出口依次连接第一压力传感器(4)、第一电磁阀(5)、固液分离系统进口；所述固液分离系统由固液分离器(7)和固料桶(6)构成；固液分离器(7)进料口连接试验装置及控制系统的出口；出水口连接沙水混合系统的进口；每个系统中的电磁阀、电磁流量计、扭矩仪(2)、固体颗粒浓度传感器(44)、气体浓度传感器(28)、气体流量计(37)以及电动机均由控制器(35)控制并监测示数。2.多相混输泵的外特性测试方法，其特征在于，采用权利要求1所述的固液气三相混输测试系统，测试方法包括以下步骤：i.启动控制器(35)，将高速摄像机(34)与补光灯(36)放置在合适的位置，调节灯光，保证拍摄的清晰度；关闭第一调节阀(8)、第二调节阀(29)、第三调节阀(49)、排气阀(24)、泄压阀(25)、第一电磁阀(5)、第二电磁阀(9)、第五电磁阀(22)第六电磁阀(30)第七电磁阀(40)；ii.打开电源，开启第三电磁阀(14)，启动第二电动机(15)，使得增压泵(50)开始运行；待固液混合器(16)水位达到1/5时，开启第四电磁阀(19)，添加沙料，启动第三电动机(17)，第一搅拌器(20)开始运行；待沙水混合物体积达到固液混合器(16)容积2/3时，打开第五电磁阀(22)，向固液混合器(16)内添加沙水混合物；iii.开启第七电磁阀(40)，启动第五电动机(43)，使得空气压缩机(42)开始运行；起动第四电动机(23)，使第二搅拌器(26)开始运行；通过控制器(35)监测固体颗粒浓度传感器
(44)、气体浓度传感器(28)测得的颗粒浓度、气体浓度，调节第四电磁阀(19)、第七电磁阀(40)的开度，使得三相混合物浓度满足所需要求；iv.待混合物体积达到气液混合器(37)容积2/3时，开启第一电磁阀(5)、第二电磁阀(9)、第六电磁阀(30)；启动第一电动机(3)，使得测试泵(1)开始运行；待测试泵(1)转速稳定后，分别用第二压力传感器(33)、第一压力传感器(4)测量测试泵(1)进出口压力，利用扭矩仪(2)测量测试泵(1)的转速和扭矩，通过控制器(35)进行数据的收集和整理，得到测试泵(1)外特性数据。3.管道以及多相混输泵内流动特性监测方法，其特征在于，采用权利要求1所述的固液气三相混输测试系统，监测方法包括以下步骤：i.启动控制器(35)，将高速摄像机(34)与补光灯(36)放置在合适的位置，保证其拍摄的清晰度；关闭第一调节阀(8)、第二调节阀(29)、第三调节阀(49)、排气阀(24)、泄压阀(25)、第一电磁阀(5)、第二电磁阀(9)、第五电磁阀(22)第六电磁阀(30)第七电磁阀(40)；ii.打开电源，开启第三电磁阀(14)，启动第二电动机(15)，使得增压泵(50)开始运行；待固液混合器(16)水位达到1/5时，开启第四电磁阀(19)，添加沙料，启动第三电动机(17)，第一搅拌器(20)开始运行；待沙水混合物体积达到固液混合器(16)容积2/3时，打开第五电磁阀(22)，向气液混合器(37)内添加沙水混合物；iii.开启第七电磁阀(40)，启动第五电动机(43)，使得空气压缩机(42)开始运行；起动第四电动机(23)，使第二搅拌器(26)开始运行；通过控制器(35)监测固体颗粒浓度传感器(44)、气体浓度传感器(28)所测得的沙浓度、气体浓度，调节第四电磁阀(19)、第七电磁阀(40)的开度，控制三相混合物浓度满足所需要求；iv.待混合物体积达到气液混合器(37)容积2/3时，开启第一电磁阀(5)、第二电磁阀(9)、第六电磁阀(30)；启动第一电动机(3)，使得测试泵(1)开始运行；待测试泵(1)转速稳定后，用补光灯(36)、高速摄像机(34)对透明监测管道(32)以及测试泵(1)内的流动特性进行拍摄，期间在控制器(35)上调整快门速度防止照片失真，快门速度设置为1/100000，拍摄照片保存为png或gif格式，视频为avi格式。
技术总结
本发明属多相流运输技术领域，具体涉及一种固液气三相混输测试系统及其测试方法，由沙水混合系统、气液混合系统、试验装置及控制系统以及固液分离系统组成；在科氏流量计以及压力传感器之间安装有透明的有机玻璃管道，用以观察三相混合介质在管道内的流动特性；使用高速摄影对管道以及测试泵内流动特性进行拍摄；每个系统中的电磁阀、电磁流量计、扭矩仪、固体颗粒传感器、气体浓度传感器、气体流量计以及电动机均由控制器控制并监测示数；本发明可测得多相混输泵在三相混合介质工况下的外特性和在三相混合介质工况下内部流动特性。和在三相混合介质工况下内部流动特性。和在三相混合介质工况下内部流动特性。
技术研发人员：钭江龙 史广泰 舒泽奎 唐万琪 李昶旭 谭笑
受保护的技术使用者：西华大学
技术研发日：2022.03.09
技术公布日：2022/7/1