Fiber prob, anti-elektromanyetik paraziti, kolay dizi ve yüksek hassasiyeti nedeniyle çok fazlı gaz fazı tespit alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yazıda, tek modlu fiber probuna dayanan bir gaz-sıvı iki fazlı akış tutma görüntüleme yöntemi önerilmektedir. Tek modlu fiber prob ölçüm teknolojisinin ve kriging enterpolasyon algoritmasının füzyonu, sadece ölçüm alanındaki tutma dağılımının daha kapsamlı ve ayrıntılı bir görüntülenmesini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda geleneksel yöntemlerin sınırlamalarını etkili bir şekilde aşabilir.
Kriging enterpolasyon algoritması
Kriging enterpolasyon algoritması, sadece tahmin noktası ile gözlem noktası arasındaki uzamsal konum ilişkisini göz önünde bulunduran varyans fonksiyonuna dayanan yerel bir tahmin yöntemidir, aynı zamanda bunlar arasındaki uzamsal korelasyonu da göz önünde bulundurur, bu nedenle veri sperminin enterpolasyon sonucu üzerindeki etkisini etkili bir şekilde hafifletir ve enterpolasyon hassasiyetini iyileştirir. Kriging enterpolasyon algoritmasına dayanan hava bekletme enterpolasyon görüntülemesinin spesifik uygulama süreci aşağıdaki gibidir.
Veri toplama ve önişleme:Optik fiber prob tarafından ölçülen gaz bekletme verileri kullanılarak, her bir ölçüm noktasının koordinatlarını ve karşılık gelen gaz beklemesini içeren orijinal bir veri seti oluşturulur ve anormal ve eksik veri noktaları ortadan kaldırılır.
Deneysel varyans işlevini takın:Her bir ölçüm noktası çifti için, aralarındaki mesafe (yani gecikme mesafesi) hesaplanır ve daha sonra nokta çifti arasındaki gaz beklemesinin yarı varyansı hesaplanır. Tüm ölçüm noktası çiftlerinin yarı variariansları gecikmeye göre gruplandırılır. Her gecikme aralığı için, deneysel varyans fonksiyonunun değerini oluşturmak için aralıktaki tüm noktaların yarı varyansının ortalama değeri hesaplanır. Deneysel varyasyon fonksiyonunun hesaplanan değerlerine göre, takma için uygun model seçilir ve daha sonra dolaylı ayarlama yöntemi ile çözülür, Nugget efekt değeri C 0, kısmi abutment değeri C ve değişken aralığı alfa elde edilebilir, bu nedenle deneysel değişkenlik fonksiyon modelini oluşturmak için.
Ağırlık katsayısını çözün:Tahmini nokta ile bilinen nokta arasındaki varyans fonksiyonu, yerleşik deneysel varyans fonksiyonu kullanılarak hesaplanır. Arama aralığında, merkez olarak tahmin edilecek olan noktada, nokta ve bilinen tüm noktalar arasındaki varyasyon fonksiyon değeri hesaplanır ve Adım 2'de elde edilen tüm bilinen noktalar arasındaki yarı varyans değeri ile birleştirildiğinde, kriging denklemleri ikame edilir, m +1 denklemleri kurulur (arama aralığında bilinen noktaların sayısı) ve m ağırlık koltukları çözülür.
Tahmini çöz:Elde edilen M ağırlık katsayıları, enterpolasyon hesaplaması için gaz tutma tahmin formülüne yerleştirildi ve bu noktanın tahmini gaz tutma değeri elde edildi.
Sonuçları görselleştir:Görüntü işleme yazılımı kullanılarak, bu veri noktaları sütun kesitinin iki bakımlı bir gaz hızı görüntüsünü oluşturmak için enterpolasyon bölgesindeki bir ızgaraya eşlenir. Görüntüde, farklı renkler veya gri seviyeler, kolon kesitindeki farklı enterpolasyon noktalarının gaz tutma boyutlarını temsil eder, bu da gaz tutma işleminin mekansal dağılımını sezgisel olarak gösterir.
ADeneysel sonuçların nalizi
Kriging enterpolasyon sürecinin çok sayıda matris ve vektör işlemi, model formül hesaplaması, ters matris çözümü ve enterpolasyon sonuçlarının görselleştirilmesi içerdiği göz önüne alındığında, bu makale ilgili çalışmayı tamamlamak için Matlab yazılımındaki DACE araç kutusunu seçmektedir. DACE araç seti, yukarıdaki karmaşık matematiksel işlemleri etkili bir şekilde işlemek için kriging modelinin ve ilgili yardımcı işlevlerin öngörücü işlevlerini birleştirir. Genel olarak, daha yüksek gaz tutulması olan alanlar, kabarcıkların kümelenmiş olduğu veya daha büyük kabarcıklar olduğu anlamına gelirken, daha düşük gaz tutma alanları, kabarcıkların daha fazla dağılmış veya daha küçük olduğunu gösterir. Gaz akış hızının artmasıyla, özellikle borunun merkezinde gaz bekletme de artarken, boru duvarının yakınındaki gaz tutma yavaş yavaş azalır. Bu değişiklik, kolonun merkezine kabarcık konsantrasyonunun eğilimini yansıtır. Bunun nedeni, sıvı ve tüp duvarı arasındaki sürtünmenin duvarın yakınındaki akış hızını yavaşlatması ve balonun yükselme direncini artırmasıdır. Bu nedenle, kabarcıklar ipin merkezinde daha yüksek akış hızı ve daha az dirençle toplanma eğilimindedir, bu da bu bölgede maksimum kabarcık konsantrasyonu ve gaz tutma ile sonuçlanır. Buna karşılık, tüp duvarının yakınında daha az kabarcık vardır ve gaz tutma nispeten düşüktür, bu da yoğun merkez ve seyrek kenarı olan bir kabarcık dağılım paterni oluşturur. Boru kolonunun radyal yönü boyunca gaz bekletme görüntüsünün simetrisi, kabarcık dağılımının boru kolonunun bölümünde nispeten eşit olduğunu ve büyük kabarcık veya kabarcık grubunun oluşmadığını gösterir. Ek olarak, gaz tutuşunun stabilitesi, kabarcık akışına özgü olan akış işleminin stabilitesini daha da kanıtlar.
Çözüm
Bu yöntem sadece gaz tutma ölçümünde geleneksel dizi optik fiber probunun sınırlılığını çözmekle kalmaz, aynı zamanda petrol ve gaz kuyusu gibi karmaşık ortamda uygulama için çok uygun olan optik fiber sensörünün mükemmel stabilitesinden ve dayanıklılığından da yararlanır. Gaz fazı dağılımının sezgisel bir görüntüsünü sağlayarak, görüntüleme teknolojisi üretim stratejilerinin ayarlanmasına, su enjeksiyon şemalarını optimize etmeye ve stimülasyonu etkili bir şekilde desteklemeye yardımcı olabilir. Buna ek olarak, gaz beklemesindeki gerçek zamanlı izleme ve görselleştirme, basınç kararsızlığına veya ekipman arızasına yol açabilecek kabarcık birikimi gibi güvenlik risklerinin erken tanımlanması için kritiktir. Bu nedenle, bu teknolojinin potansiyel sorunların önlenmesinde önemli önemi ve pratik değeri vardır.