本发明应用于通用式气液两相分离，涉及一种气液两相分离器分离效率试验装置。
背景技术：
1、气液分离是一种将液相和气相分离开来的技术，广泛应用于化工、石油、天然气开采、生物、环保及热力系统等领域，用于分离和清除有害物质以及高效回收有用物质。如油田中将气相从气液两相流中分离出去，以减小进入油泵流体的含气量，提高采油效率；制冷系统中将制冷剂气液分离以避免液态制冷剂进入压缩机形成液击。
2、在分离技术领域，已有的气液两相分离器分离效率试验装置及测试方法存在不足。试验装置方面，英国诺丁汉大学某气液两相分离器试验装置无法实时在线测量各端口的物理量，郑利杰等设计一种离心式气液分离器试验装置(专利号：cn109569029b)对各个端口物理量采集不全且无法实现气路循环。测试方法方面，中国航发606所路彬提出容积方法计算分离效率(专利号：cn110361213a、cn112933823a)需要液体静置后测量且是离线测量，jin提出称重法计算分离效率，计算分离出液体的质量与流入分离器的液体质量的比值来得出分离效率。
3、上述试验装置存在不足且试验方法较为单一，无法多角度测量计算分离效率且无法进行对比验证，多为离线测量物理量，气路及液路无法进行循环试验。
技术实现思路
1、本发明的目的是在于设计一种通用气液两相分离器分离效率试验装置,模拟的是不同气液比的气液混合物进行分离而获得所需的纯液体的试验装置。在该试验装置的上游是气液混合区域，通过不同气体和液体的供给流量来实现不同的气液比，也可直接输入气液混合物进行试验。在该试验装置的中游是气液分离区域，该装置可安装不同尺寸和不同结构的气液分离器来测量各种气液分离器的分离效率。在该试验装置的下游是液体收集及气体循环区域，液体收集后可通过安装的传感器进行测量，然后通过泵进行液路循环，而分离后的气体会通过串联着的气液分离器进行多次分离，该串联分离器后接有一个风机和过滤器，达到排放标准后，排入储罐内，后接有空压机，实现气路循环。最后，所有传感器和电动阀的控制电路都会集成到控制柜里，方便操控和测量计算。
2、而本发明的目的具体是这样实现的：
3、本发明提出一种气液两相分离器试验装置，其特征是：装置整体采用撬装结构，由气液分离器区域及其上游和下游三部分组成。
4、在气液混合区域有流量控制系统，用于控制气体和液体的流量，可以调节流速以模拟不同工况下的运行状态，再将液体和压缩气体分两路输入到耐高温喷枪，在喷枪腔内充分混合后雾化喷出，气液混合物便可直接进入管道通往气液分离区域进行下一步的分离实验。在气液分离器内进行分离后，分离出的液体会通过气液分离器下端连接的管道进入到液体收集区域的水桶，水桶下方有重量传感器，上方有激光测距传感器，可通过称重法和容积法对液体的量进行测量。分离出的气体(气液混合物)会进入串联的气液分离器再次分离，之后分离的液体流向下方的托盘，由托盘收集后也会通过下方管道流入水桶进行测量，而气体会被风机吸入后，通过过滤器过滤,达到排放标准后再排放到储气罐，后接有空压机，从而实现气路循环。在各个装置的前后管路上设置了多个测试点，装置内有压力传感器，可用于实时监测气液分离器内部的压力变化，评估压降情况，温度传感器可用于监测气液分离器内部的温度变化，了解温度对分离效率的影响，流量计可用于测量气体和液体的流量，可以确定流体在气液分离器内部的流动情况，从而便于对实验所需的物理量进行实时的测量，然后传送到控制柜便于监控和记录，控制柜中有数据采集系统，可用于实时采集和记录各种性能参数的数据，方便后续分析和评估。控制系统可用于控制试验台的运行状态，包括流量控制、压力控制等。本发明提出的气液分离器分离效率试验装置具有接口友好性，可以快捷、便利地更换被试分离器试验件，且具有装配时间短，液体循环测试与启动快速等优点，测试方法经过验证，测试数据准确性高。
5、本发明还可以包括这样一些特征：
6、在液体收集区域的水桶处设计称重传感器和激光液位传感器，水桶下端设有称重传感器，上端设有激光测距来测液位，可利用称重法与容积法两种方法计算气液分离器的分离效率，取代了传统的容积法这种计量方法，可以更准确的获得分离效率。进气及排气端布置有流量计，可通过测量进气及排气流量来计算分离效率，三种测试方法相互验证，可以更准确的获得分离效率。
7、排气区域出口布置串联气液分离器和过滤器(含风机过滤器)，再次进行过滤，确保气体达到排放要求，达到排放标准后再排放到储气罐，后接有空压机，从而实现气路循环。
8、该装置设置了抽水泵，可以将分离后在水桶内的液体抽取到气液混合区域，实现液路循环。
9、本发明的优势在于：与其他气液分离效率计量方法相比，本气液分离效率试验装置可以在控制柜实时、动态、直观、真实的获得各个实验所需的物理量且无需取样。进气及排气端布置有流量计，可通过测量进气及排气流量来计算分离效率，在液体收集区域的水桶处设计称重传感器和激光液位传感器，可利用称重法与容积法两种方法计算气液分离器的分离效率，三种测试方法相互验证，可以更准确的获得分离效率。气路及液路在装置内部形成回路，可循环实验，提高实验效率。本方案处理量大且可以实现可视化，本方案中试验路径与标定路径可以互相验证，本方案中各个器件前后都布置了多个测试点，可以多渠道、多方式获得所需数据，各数据处理后可以相互对比验证，减小误差，以提高试验准确性。
10、本发明还可以通过更改不同结构与尺寸的气液分离器实现试验的多样性，测量出不同结构与尺寸的气液分离器的分离效率，从而设计出高分离效率的气液分离器。
11、实验中,利用文丘里流量计测量单位时间内通过喷枪的气体流量并计算出进入喷枪的气流速度。通过水平衡法计算分离效率。气液分离器分离出液体的质量与进入分离器的液体总质量的比值即为分离器的分离效率。也可用通过喷枪的气体流量与水桶液面上升的速度与桶截面积之积的比值来计算分离效率。三者相互验证，保证试验装置的气液两相分离效率测试的准确性。
1.一种气液两相分离器分离效率试验装置，其特征在于：装置整体采用撬装结构，可用于模拟多种气液两相分离的分离过程，试验装置由气液分离器区域及其上游和下游三部分组成。气液分离器上游的气液混合区域可以将气路的压缩气体和液路的液体通过耐高温喷枪进行充分混合后喷出。在气液分离器下游排液区域设计安装称重桶，水箱端设有称重测试点和水桶激光液位测试点，采用容积法与称重法相结合的方法对气液分离器的分离效率进行准确测试，水箱通过管路与离心泵实现液路循环。在气液分离器下游排气区域串联有三道气液分离器，之后再连接风机和过滤器，分离出的气体(气液混合物)会进入串联的气液分离器再次分离，气体被风机吸入后，通过过滤器过滤再排放到储气罐，后接有空压机，从而实现气路循环。在气液混合区域、气液分离区域、排液区域和排气区域分别设置了多个测试点，可以多渠道、多方式对这几个区域的测点的物理参数进行实时的监控测量，并集成到控制柜便于后续分离效率的计算与分析。利用本气液分离装置，可对不同结构的气液分离器和不同工况的分离效率进行测量，有助于气液分离器的结构进行进一步的改善设计和优化设计。
2.根据权利要求1所述的一种气液两相分离器试验装置，其特征在于：所述设计方案上，进气及排气端布置有流量计，可通过测量进气及排气流量来计算分离效率，在液体收集区域的水桶处设计称重传感器和激光液位传感器，可利用称重法与容积法两种方法计算气液分离器的分离效率，三种测试方法相互验证，可以更准确的获得分离效率。保证试验装置的气液两相分离效率测试的准确性。
3.根据权利要求1所述的一种气液两相分离器试验装置，其特征在于：所述的激光液位测试，液位浮球通过细钢杆与激光挡板连接，液位浮球随液位变化而上下浮动，浮球套筒用于约束液位浮球的位移方向，激光测距装置通过激光测量装置与激光挡板距离从而测量液位，激光测距装置测量数据传输至控制柜，在线处理实验数据。
4.根据权利要求1所述的一种气液两相分离器试验装置，其特征在于：所述的试验装置中同时采用石英玻璃加工模拟水箱可以实现可视化，模拟水箱内部下法兰处布置空心浮球，用于防止气相排出同时保证分离器排液端的微负压环境。
5.根据权利要求1所述的一种气液分两相离器试验装置，其特征在于：所述的多个传感器：气液分离器进口端设有气液混合物进口压力、温度传感器，模拟水箱区域设有模拟水箱压力、温度传感器，排气区域设有压力、流量和温度传感器，排液区域设有出油口温度传感器，称重传感器和激光液位传感器，各测点布置高精度传感器并通过数字信号输出到控制柜和计算机上，经过编程计算可获取被试件的分离效率曲线。
6.根据权利要求1所述的一种气液两相分离器试验装置，其特征在于：所述的液路与气路循环，分离出的液体通过水箱收集，通过离心泵将液体输入储液罐，实现液路循环，分离出的气体经过串联的三级气液分离器再次分离后，再通过过滤器过滤后排入储气罐，通过空压机实现气路循环。
7.根据权利要求1所述的一种气液两相分离器试验装置，其特征在于：所述的试验装置安装了控制柜，便于控制设备的启动和停止等。也便于显示各个参量数值，并对测量仪表进行调整和报警。
