(57)【要約】【課題】気液二相流の流量を計測するにあたって、気相の割合が小さい領域においても気液二相流の流量を計測可能とすること。【解決手段】二相流の流量計測装置１は、液体及び気体を含む気液二相流ＬＧのボイド率を計測するボイド率計測装置５と、気液二相流ＬＧの差圧を計測する差圧計測装置４と、ボイド率計測装置５が計測したボイド率の変動及び差圧計測装置４が計測した差圧の変動から気液二相流ＬＧの流動様式を求め、流動様式に応じて定められる、ボイド率と液体の流速である液相流速及び気体の流速である気相流速との関係並びに流動様式に応じて定められる、差圧と液相流速及び気相流速との関係から、気相流速及び液相流速を求め、気相流速及び液相流速から気液二相流の気相及び液相の流量を求める演算装置１０と、を含む。【選択図】図１
2014115164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体及び気体を含む気液二相流のボイド率を計測するボイド率計測装置と、
前記気液二相流の差圧を計測する差圧計測装置と、
前記ボイド率計測装置が計測したボイド率の変動及び前記差圧計測装置が計測した前記差圧の変動から前記気液二相流の流動様式を求め、
前記流動様式に応じて定められる、前記ボイド率と前記液体の流速である液相流速及び前記気体の流速である気相流速との関係並びに前記流動様式に応じて定められる、前記差圧と前記液相流速及び前記気相流速との関係から、前記気相流速及び前記液相流速を求め、
前記気相流速及び前記液相流速から前記気液二相流の気相及び液相の流量を求める演算装置と、
を含む、気液二相流の流量計測装置。
【請求項２】
前記ボイド率計測装置と前記差圧計測装置とは、同一の流路に取り付けられており、前記流路を流れる前記気液二相流を計測する、請求項１に記載の気液二相流の流量計測装置。
【請求項３】
さらに、前記気液二相流の液膜厚さを計測する液膜厚さ計測装置を備え、
前記演算装置は、前記液膜厚さ計測装置が計測した前記液膜厚さ用いて前記流動様式を求める、請求項１又は２に記載の気液二相流の流量計測装置。
【請求項４】
前記流動様式に対応した前記ボイド率の平均値と前記液体の流速である液相流速及び前記気体の流速である気相流速との関係は、ドリフトフラックスモデルに基づく関係であり、
前記差圧の平均値と前記液相流速及び前記気相流速との関係は、二相流の圧力損失に基づく関係である、請求項１から３のいずれか１項に記載の気液二相流の流量計測装置。
【請求項５】
液体及び気体を含む気液二相流の流量を求めるにあたり、
前記気液二相流のボイド率と、差圧とを計測する手順と、
前記ボイド率の変動及び前記差圧の変動から前記気液二相流の流動様式を求める手順と、
前記流動様式に応じて定められる、前記ボイド率と前記液体の流速である液相流速及び前記気体の流速である気相流速との関係並びに前記流動様式に応じて定められる、前記差圧と前記液相流速及び前記気相流速との関係から、前記気相流速及び前記液相流速を求める手順と、
前記気相流速及び前記液相流速から前記気液二相流の気相及び液相の流量を求める手順と、
を含む、気液二相流の流量計測方法。
【請求項６】
さらに、前記気液二相流の液膜厚さを用いて前記流動様式を求める、請求項５に記載の気液二相流の流量計測方法。
【請求項７】
前記流動様式に対応した前記ボイド率の平均値と前記液体の流速である液相流速及び前記気体の流速である気相流速との関係は、ドリフトフラックスモデルに基づく関係であり、
前記差圧の平均値と前記液相流速及び前記気相流速との関係は、二相流の圧力損失に基づく関係である、請求項５又は６に記載の気液二相流の流量計測方法。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１項に記載の気液二相流の流量計測方法をコンピュータに実行させる、気液二相流の流量計測用コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気液二相流の流量を計測する二相流の流量計測装置、気液二相流の流量計測方法及び気液二相流の流量計測用コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、エアーコンディショナー、ボイラー、復水器、蒸気発生装置、天然ガス気化装置又はヒートパイプ等における冷媒又は作動流体の流れは、液相と気相とが混在した気液二相流の流れとなることがある。前述したような機器は、制御又は性能評価のため、気液二相流の流量を計測する必要がある。このような技術としては、例えば、特許文献１に記載されたようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６３１２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された技術は、ベンチュリ管を用いて気液二相流の流量を計測するが、計測が可能なのは、気体の空隙率が９０％よりも大きい気液二相流である。このため、特許文献１の技術は、計測可能な気液二相流の範囲が狭いという問題がある。
【０００５】
本発明は、気液二相流の流量を計測するにあたって、気相の割合が小さい領域においても気液二相流の流量を計測可能とすること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、液体及び気体を含む気液二相流のボイド率を計測するボイド率計測装置と、前記気液二相流の差圧を計測する差圧計測装置と、前記ボイド率計測装置が計測したボイド率の変動及び前記差圧計測装置が計測した前記差圧の変動から前記気液二相流の流動様式を求め、前記流動様式に応じて定められる、前記ボイド率と前記液体の流速である液相流速及び前記気体の流速である気相流速との関係並びに前記流動様式に応じて定められる、前記差圧と前記液相流速及び前記気相流速との関係から、前記気相流速及び前記液相流速を求め、前記気相流速及び前記液相流速から前記気液二相流の気相及び液相の流量を求める演算装置と、を含む、二相流の流量計測装置である。
【０００７】
本発明は、液体及び気体を含む気液二相流の流量を求めるにあたり、前記気液二相流のボイド率と、差圧とを計測する手順と、前記ボイド率の変動及び前記差圧の変動から前記気液二相流の流動様式を求める手順と、前記流動様式に応じて定められる、前記ボイド率と前記液体の流速である液相流速及び前記気体の流速である気相流速との関係並びに前記流動様式に応じて定められる、前記差圧と前記液相流速及び前記気相流速との関係から、前記気相流速及び前記液相流速を求める手順と、前記気相流速及び前記液相流速から前記気液二相流の気相及び液相の流量を求める手順と、を含む、気液二相流の流量計測方法である。
【０００８】
この気液二相流の流量計測装置及び流量計測方法は、気液二相流の気相の分布に関する情報としてのボイド率及び気相と液相との混合流量に関する情報としての差圧の両方を計測し、これらを用いて気相及び液相の流量を求める。また、この気液二相流の流量計測装置及び流量計測方法は、気液二相流の流動様式によって、ボイド率と液相流速及び気相流速との関係及び差圧と液相流速及び気相流速との関係を定める。このため、この気液二相流の流量計測装置及び流量計測方法は、気液二相流の流量を計測するにあたって、気相の割合が小さい領域においても気液二相流の流量を計測可能である。
【０００９】
上述した気液二相流の流量計測装置において、前記ボイド率計測装置と前記差圧計測装置とは、同一の流路に取り付けられており、前記流路を流れる前記気液二相流を計測することが好ましい。このようにすることで、液相と気相とを分離することなく両者が混在した状態で計測することができるので、計測系をコンパクトにすることができる。
【００１０】
上述した気液二相流の流量計測装置において、さらに、前記気液二相流の液膜厚さを計測する液膜厚さ計測装置を備え、前記演算装置は、前記液膜厚さ計測装置が計測した前記液膜厚さ用いて前記流動様式を求めることが好ましい。また、上述した気液二相流の流量計測方法において、さらに、前記気液二相流の液膜厚さを用いて前記流動様式を求めることが好ましい。気液二相流の液膜厚さを用いることにより、気液二相流が環状流であることをより正確に判定することができる。
【００１１】
上述した気液二相流の流量計測装置及び流量計測方法において、前記流動様式に対応した前記ボイド率の平均値と前記液体の流速である液相流速及び前記気体の流速である気相流速との関係は、ドリフトフラックスモデルに基づく関係であり、前記差圧の平均値と前記液相流速及び前記気相流速との関係は、二相流の圧力損失に基づく関係であることが好ましい。ドリフトフラックスモデルを用いることにより、ボイド率と液相流速及び気相流速との関係を適切に表現でき、また、二相流の圧力損失を用いることにより、差圧と液相流速及び気相流速との関係を適切に表現できる。その結果、この二相流の流量計測装置及び流量計測方法が気相流速及び液相流速を求めるときの精度が向上するので、気相の流量及び液相の流量の精度が向上する。
【００１２】
本発明は、上述した気液二相流の流量計測方法をコンピュータに実行させる、気液二相流の流量計測用コンピュータプログラムである。このようにすることで、上述した気液二相流の流量計測方法がコンピュータを用いて実現される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、気液二相流の流量を計測するにあたって、気相の割合が小さい領域においても気液二相流の流量を計測可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施形態に係る気液二相流の流量計測装置を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る気液二相流の流量計測方法のフローチャートである。
【図３】図３は、ボイド率の変動の一例を示す図である。
【図４】図４は、差圧の変動の一例を示す図である。
【図５】図５は、気液二相流の流動様式を推定する流動様式推定部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る気液二相流の流量計測装置を示す図である。気液二相流の流量計測装置（以下、適宜流量計測装置という）１は、本実施形態に係る気液二相流の流量計測方法（以下、適宜流量計測方法という）を実行して、気液二相流ＬＧの流量を計測する。気液二相流は、例えば、空調装置の空調回路を流れる冷媒等である。気液二相流ＬＧは、液相Ｌと気相Ｇとを含み、これらが混在した流体である。図１に示す気液二相流ＬＧは、気相Ｇとしてボイドを含んでいる。
【００１７】
流量計測装置１は、差圧計測装置４と、ボイド率計測装置５と、演算装置１０とを含む。本実施形態において、流量計測装置１は、さらに、液膜厚さ計測装置６を備える。流量計測装置１は、管２内を流れる気液二相流ＬＧの流量を計測する。管２は、流量の計測対象である気液二相流ＬＧが流れる流路である。気液二相流ＬＧが流入する流体入口２Ｉと気液二相流ＬＧが流出する流体出口２Ｅとの間に、絞り部３を有するベンチュリ管である。差圧計測装置４は、絞り部３と絞り部３よりも流体入口２Ｉ側との差圧を計測する。差圧が計測できれば、管２はベンチュリ管でなくてもよい。
【００１８】
ボイド率計測装置５は、気液二相流ＬＧ中に含まれる気相の割合、より具体的には気液二相流ＬＧ中のボイドの割合（ボイド率）を計測する装置である。本実施形態において、ボイド率計測装置５は、静電容量式であるが、これに限定されるものではない。ボイド率計測装置５は、流体入口２Ｉと、流体入口２Ｉ側における差圧計測装置４の圧力検出部との間で、気液二相流のボイド率を計測する。
【００１９】
液膜厚さ計測装置６は、気液二相流ＬＧの液膜厚さを計測する。本実施形態において、液膜厚さ計測装置６は、管２の内壁面に取り付けられた２個の電極間に存在する気液二相流ＬＧの液膜のコンダクタンス（電気抵抗に関係する）を計測することにより液膜厚さを求める。液膜厚さ計測装置６は、このようなものには限定されない。本実施形態において、液膜厚さ計測装置６は、ボイド率計測装置５よりも流体入口２Ｉ側で液膜厚さを計測する。液膜厚さ計測装置６とボイド率計測装置５との計測位置の関係は、反対でもよい。管２の流体入口２Ｉ側には、管２内を流れる気液二相流ＬＧの温度を計測する温度計７と、圧力を計測する圧力計８が設けられている。
【００２０】
上述したように、ボイド率計測装置５と差圧計測装置４とは、同一の流路としての管２に取り付けられており、管２内を流れる気液二相流ＬＧを計測する。本実施形態においては、さらに、液膜厚さ計測装置６も、同一の流路としての管２に取り付けられており、管２内を流れる気液二相流ＬＧの液膜厚さを計測する。このように、流量計測装置１は、気液二相流ＬＧの流量を計測するにあたって、液相Ｌと気相Ｇとを分離することなく両者が混在した状態で計測することができるので、計測系をコンパクトにすることができる。
【００２１】
演算装置１０は、ボイド率計測装置５が計測したボイド率の変動及び差圧計測装置４が計測した差圧の変動から気液二相流の流動様式を求める。次に、演算装置１０は、ボイド率と液体の流速である液相流速及び前記気体の流速である気相流速との関係並びに差圧の平均値と液相流速及び気相流速との関係から、気相流速及び液相流速を求める。ボイド率の平均値と液相流速及び気相流速との関係及び差圧の平均値と液相流速及び気相流速との関係は、いずれも流動様式に応じて定められる。その後、演算装置１０は、求めた気相流速及び液相流速から気液二相流ＬＧの流量を求める。
【００２２】
演算装置１０は、例えば、コンピュータであり、処理部１１と、記憶部１２と、入出力部１３を備える。演算装置１０は、いわゆるパーソナルコンピュータを利用してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリとを組み合わせたものでもよい。
【００２３】
処理部１１は、例えば、ＣＰＵであり、記憶部１２に記憶されているコンピュータプログラムと呼ぶ命令列を順に読み込み、解釈し、その結果に従ってデータを移動したり加工したりする。
【００２４】
処理部１１は、専用のハードウェアによって実現されるものであってもよい。また、処理部１１の機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたコンピュータプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本実施形態に係るプラント状態監視方法の処理手順を実行してもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。
【００２５】
「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体又はコンピュータシステムに内蔵されるハードディスクのような記録装置のことをいう。さらに、「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット又は電話回線等の通信回線を介してコンピュータプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にコンピュータプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間コンピュータプログラムを保持しているものを含むものとする。また、上記コンピュータプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【００２６】
本実施形態において、流量計測方法は、予め用意されたコンピュータプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現できる。このコンピュータプログラムは、インターネット等の通信回線を介して配布することができる。また、このコンピュータプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ又はＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって前記記録媒体から読み出されることによって実行されるようにしてもよい。
【００２７】
記憶部１２は、本実施形態に係る流量計測方法をコンピュータに実行させて実現するためのコンピュータプログラム及び必要なデータベース等を記憶している。処理部１１は、例えば、このコンピュータプログラムを記憶部１２から読み込んで実行することにより、本実施形態に係る流量計測方法を実現する。記憶部１２を演算装置１０の外部に設け、通信回線を介して演算装置１０が記憶部１２へアクセスできるようにしてもよい。演算装置１０の記憶部１２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性のメモリ、ハードディスク装置、光磁気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体又はこれらを組み合わせたものとすることができる。
【００２８】
演算装置１０の入出力部１３には、差圧計測装置４の出力と、ボイド率計測装置５の出力と、液膜厚さ計測装置６の出力と、温度計７の出力と、圧力計８の出力とが入力される。処理部１１は、入出力部１３を介してこれらの出力を取得し、本実施形態に係る流量計測方法を実行する。処理部１１は、求めた気液二相流ＬＧの流量を、入出力部１３を介して表示装置又はプリンタ等の出力装置に出力する。次に、本実施形態に係る流量計測方法を説明する。本実施形態に係る流量計測方法は、流量計測装置１が実現する。
【００２９】
図２は、本実施形態に係る気液二相流の流量計測方法のフローチャートである。図３は、ボイド率の変動の一例を示す図である。図４は、差圧の変動の一例を示す図である。図５は、気液二相流の流動様式を推定する流動様式推定部を示す図である。流量計測装置１が本実施形態に係る流量計測方法を実行するにあたり、ステップＳ１０１において、流量計測装置１のボイド率計測装置５は、気液二相流ＬＧのボイド率を計測し、差圧計測装置４は、気液二相流ＬＧの差圧を計測する。液膜厚さが用いられる場合、液膜厚さ計測装置６は、ステップＳ１０１において気液二相流ＬＧの液膜厚さを計測する。演算装置１０の処理部１１は、入出力部１３を介して、計測されたボイド率及び差圧を取得する。液膜厚さが計測された場合、処理部は、計測された液膜厚さも取得する。流量計測装置１は、同一の管２を流れる気液二相流ＬＧのボイド率及び差圧を計測するので、気液二相流ＬＧの流動状況がほとんど変化しない状態でこれらを計測できる。その結果、流量計測装置１は、気液二相流ＬＧの流量の計測精度低下を抑制することができる。
【００３０】
次に、ステップＳ１０２に進み、処理部１１は、ボイド率の変動及び差圧の変動から気液二相流の流動様式を求める。気液二相流ＬＧは、流動様式によって、例えば、図３、図４に示すように、ボイド率α及び差圧ｄＰｍが時間ｔによって変化する。このため、時間ｔによるボイド率α及び差圧ｄＰｍの変化、すなわちボイド率αの変動及び差圧ｄＰｍの変動を用いることにより、気液二相流ＬＧの流動様式を求めることができる。差圧ｄＰｍのｍは、差圧計測装置４による計測結果であることを示す。気液二相流ＬＧの流動様式は、例えば、スラグ流、チャーン流又は環状流（環状噴霧流）等がある。環状流又は環状噴霧流は、管壁に液体が膜状に付着して流れる流動様式である。液膜厚さを用いることにより、気液二相流ＬＧの流動様式が環状流であることをより正確に判定することができる。
【００３１】
本実施形態において、図５に示す流動様式推定部１４がボイド率α及び差圧ｄＰｍ、必要に応じて液膜厚さＴｈを用いて、ボイド率α及び差圧ｄＰｍの計測時における気液二相流ＬＧの流動様式を推定する。流動様式推定部１４は、例えば、ニューラルネットワークである。流動様式推定部１４の機能は、例えば、処理部１１が実現する。流動様式推定部１４にニューラルネットワークを用いる場合、自己学習型のものを用いると、流量の計測を繰り返してデータが蓄積されることにより流動様式の推定精度が向上するので好ましい。気液二相流ＬＧの流動様式の推定は、ニューラルネットワークに限定されるものではなく、例えば、気液二相流ＬＧの流動様式と、ボイド率α及び差圧ｄＰｍ（場合によっては液膜厚さＴｈ）との関係をマップ化したものを用いてもよい。
【００３２】
気液二相流の流動様式が求められたら、ステップＳ１０３に進み、処理部１１は、気液二相流ＬＧの液体（液相）の流速である液相流速（見かけの流速）及び気体（気相）の流速である気相流速（見かけの流速）を求める。本実施形態に係る流量計測方法は、気液二相流の流量の絶対値に関する情報である圧力損失、すなわち差圧ｄＰｍと、気相の流量と液相の流量との割合に関する情報であるボイド率αとを、式（１）及び式（２）によって結びつける。したがって、液相流速及び気相流速は、処理部１１が、式（１）と式（２）とを連立させて解くことにより求めることができる。式（１）は、ドリフトフラックスモデルに基づく関係から得られる式であり、式（２）は、二相流の圧力損失に基づく関係から得られる式であるが、これらに限定されるものではない。
【００３３】
【数１】
2014115164.tif 000003
【００３４】
【数２】
2014115164.tif 000004
【００３５】
次に、式（１）に含まれる記号及び単位を説明する。単位がＮＤであるものは、無次元量である。
ｊｇ：見かけの気相流速［ｍ／ｓ］
ｊｌ：見かけの液相流速［ｍ／ｓ］
α：ボイド率（計測値）［ＮＤ］
Ｃ０：分布定数
ＶＧｊ：ドリフト速度［ｍ／ｓ］
ρｇ：気相密度［ｋｇ／ｍ３］
ρｌ：液相密度［ｋｇ／ｍ３］
μｌ：液相粘性係数［Ｐａ・ｓ］
ｇ：重力加速度［ｍ／ｓ２］
Ｄ１：等価直径［ｍ］
【００３６】
式（１）は、ボイド率αと液相流速ｊｌ及び気相流速ｊｇとの関係を示す。実際の計算において、ボイド率αは平均値を用いることが好ましい。気液二相流ＬＧの流動様式によって、分布定数Ｃ０は表２のように、ドリフト速度ＶＧｊは表３のように変化する。このため、ボイド率αと液相流速ｊｌ及び気相流速ｊｇとの関係、すなわち式（１）は、流動様式に応じて定められる。気相密度ρｇ、液相密度ρｌ、液相粘性係数μｌは、気液二相流ＬＧの温度及び圧力の少なくとも一方の関数になる。気液二相流ＬＧの温度及び圧力は、図１に示す温度計７及び圧力計８によって計測される。処理部１１は、気液二相流ＬＧの温度及び圧力の少なくとも一方を用いて、気液二相流ＬＧの気相密度ρｇ、液相密度ρｌ、液相粘性係数μｌを求める。表３のドリフト速度ＶＧｊに現れる等価直径Ｄ１は、図１に示す管２の等価直径であり、例えば、ボイド率αを計測する位置のものを用いる。
【００３７】
【表１】
2014115164.tif 000005
【００３８】
【表２】
2014115164.tif 000006
【００３９】
次に、式（２）に含まれる記号及び単位を説明する。上述したように、単位がＮＤであるものは、無次元量である。
ｄＰｍ：差圧（計測値）[Ｐａ]
φｌ２：二相増倍係数［ＮＤ］
χ：クオリティ［ＮＤ］
Ｃ：パラメータ［ＮＤ］
λ：摩擦係数［ＮＤ］、λ＝０．３１６４Ｒｅ１／４
Ｒｅ：レイノルズ数［ＮＤ］、Ｒｅ＝Ｄ２・ｊｌ／νｌ
Ｄ２：等価直径［ｍ］
νｌ：液相動粘性係数［ｍ２／ｓ］
Ｌ：差圧計測区間距離［ｍ］
【００４０】
式（２）は、差圧ｄＰｍと液相流速ｊｌ及び気相流速ｊｇとの関係を示す。二相増倍係数φｌ２は式（３）で、式（３）中のＸは式（４）で、クオリティχは式（５）で求めることができる。等価直径Ｄ２は、例えば、差圧計測区間の等価直径の平均値を用いる。液相動粘性係数νｌは、気液二相流ＬＧの温度の関数になる。処理部１１は、温度計７によって計測された気液二相流ＬＧの温度を用いて、気液二相流ＬＧの液相動粘性係数νｌを求める。パラメータＣは、気液二相流ＬＧの流動様式によって表３のように変化する。このため、差圧ｄＰｍと液相流速ｊｌ及び気相流速ｊｇとの関係、すなわち式（２）は、流動様式に応じて定められる。
【００４１】
【数３】
2014115164.tif 000007
【００４２】
【数４】
2014115164.tif 000008
【００４３】
【数５】
2014115164.tif 000009
【００４４】
【表３】
2014115164.tif 000010
【００４５】
ステップＳ１０３において、ボイド率αと、差圧ｄＰｍと、ステップＳ１０２で求めた気液二相流ＬＧの流動様式から定まる値と、気液二相流ＬＧの温度及び圧力の少なくとも一方によって定まる物性値とを処理部１１は、式（１）、式（２）に与える。そして、処理部１１は、式（１）、式（２）を連立させて、気相流速ｊｇ及び液相流速ｊｌについて解くことにより、両者を求める。なお、ボイド率α及び差圧ｄＰｍは、図３、図４に示すように時間ｔによって変化する。このため、式（１）、式（２）を連立させて解く場合、ボイド率α及び差圧ｄＰｍは瞬間値を用いるよりも、所定の期間における平均値を用いることが好ましい。
【００４６】
気相流速ｊｇ及び液相流速ｊｌが求められたら、ステップＳ１０４に進み、処理部１１は、気相流速ｊｇ及び液相流速ｊｌからそれぞれの流量及び気液二相流ＬＧの全流量を求める。流速から流量への換算は、例えば、体積流量であれば気液二相流ＬＧが通過する流路の断面積を流速に乗ずればよい。この場合、気液二相流ＬＧの気相と液相との比率に応じて、気相流速ｊｇに乗ずる流路の断面積と液相流速ｊｌに乗ずる流路の断面積とを分ければよい。質量流量は、体積流量に流体の密度を乗ずれば求めることができる。
【００４７】
流量計測装置１及び本実施形態に係る流量計測方法は、気液二相流ＬＧの気相Ｇの分布に関する情報としてのボイド率と、気相Ｇと液相Ｌとの混合流量に関する情報としての差圧ｄＰｍとを、ドリフトフラックスモデル及び二相流圧力損失から得られる式によって結び付けて、気相流速ｊｇ及び液相流速ｊｌを求める。そして、得られた気相流速ｊｇ及び液相流速ｊｌから、気相Ｇの流量、液相Ｌの流量を同時に計測することができる。また、流量計測装置１及び本実施形態に係る流量計測方法は、気液二相流ＬＧの気相Ｇの分布に関する情報及び気相Ｇと液相Ｌとの混合流量に関する情報の両方を計測し、これらを用いて気相Ｇ及び液相Ｌの流量を求める。また、ドリフトフラックスモデル及び二相流圧力損失から得られる式（１）、式（２）は、気液二相流ＬＧの流動様式によって適切なドリフト速度ＶＧｊ、二相増倍係数φｌ２等が設定される。このため、流量計測装置１及び本実施形態に係る流量計測方法は、気液二相流ＬＧの流量を計測するにあたって、気相Ｇの割合が小さい領域においても気液二相流の流量が計測可能である。
【００４８】
以上、本実施形態について説明したが、上述した内容により本実施形態が限定されるものではない。また、上述した本実施形態の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  気液二相流の流量計測装置（流量計測装置）
２  管
２Ｅ  流体出口
２Ｉ  流体入口
３  絞り部
４  差圧計測装置
５  ボイド率計測装置
６  液膜厚さ計測装置
７  温度計
８  圧力計
１０  演算装置
１１  処理部
１２  記憶部
１３  入出力部
１４  流動様式推定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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