超临界流体,如超临界二氧化碳(SC-CO₂),凭借其独特的物理性质,在萃取、染色、发电和碳捕获等工业与科研领域应用日益广泛。然而,当其处于临界点附近时,微小的温度或压力波动都会引发密度、粘度等物性的剧烈变化,这给精确的流量测量带来了的挑战。本文旨在综述在此类严苛工况下的主流测量技术。
一、核心测量挑战
超临界流体流量测量的核心难点在于其物性的非线性和不稳定性。传统的流量仪表通常基于固定的流体物性参数进行标定,而超临界流体的密度并非定值,这导致依赖于体积流量测量的仪表(如涡轮流量计)精度严重下降。此外,高压环境对仪表的机械强度和密封性提出了要求,同时存在因控制不当导致流体发生相变,从而使测量失效的风险。
二、主流技术路线与优劣分析
超声流量计:该技术利用超声波在流体中的传播速度进行测量,属于非接触式测量,无流阻,压力损失小。多普勒法适用于含有颗粒或气泡的流体,而传播时间法则更适用于洁净介质。然而,超声波的声速本身受流体密度影响,因此在测量超临界流体时,必须辅以高精度的温压传感器进行实时补偿,系统集成复杂度高。
三、结论与展望