基于门控循环单元的动态过程下两相 CO2 质量流量测量
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TH814 TP183

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国家自然科学基金(61973113,62073135)、英国 UKCCSRC、中央高校基本科研业务费(2020MS015)项目资助


Mass flowrate measurement of two-phase CO2 in a transient process using a gated recurrent unit neural network model
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    摘要:

    针对碳捕集与封存条件下科里奥利质量流量计测量气液两相 CO2 动态过程质量流量时误差较大的问题,本文提出了 一种基于门控循环单元(GRU)的动态过程下气液两相 CO2 质量流量校正方法。 利用 GRU 适合动态过程预测的特点,使用来 自 CO2 气液两相流实验平台的采集数据,对 GRU 网络模型进行训练,并使用网格搜索法结合 K 折交叉验证优化模型参数。 使 用八组典型工况下的测试集对优化后的 GRU 模型在测量精度和泛化性能方面进行了评估,并与最小二乘支持向量机 (LS-SVM)模型进行了对比分析。 实验结果表明 GRU 模型优于 LS-SVM 模型,并且 GRU 模型在动态波动发生后的平稳阶段,其 输出结果能够快速跟随 CO2 质量流量变化,相对误差在±5% 以内。

    Abstract:

    The transient process of gas-liquid two-phase CO2 flow can occur in carbon capture and storage pipelines. Large measurement errors exist when Coriolis mass flowmeters are used to measure the mass flowrate of CO2 under such conditions. To solve this problem, a method for mass flowrate correction based on a gated recurrent unit (GRU) neural network is proposed. Since the GRU is suitable for dynamic process prediction, the GRU model is trained by using the collected datasets from a CO2 gas-liquid two-phase flow rig and optimized by using a grid search method combined with the K-fold cross-validation. The optimized GRU model is evaluated in terms of measurement accuracy and generalization capability by using eight groups of datasets under typical experimental conditions. The GRU model is compared with the least squares support vector machine (LS-SVM) model. Experimental results show that the GRU model could achieve better results than the LS-SVM model. The output of the GRU model can follow the change of CO2 mass flowrate in the steady state after the transient process, and relative error is within ±5% .

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

丁 宁,邵 丁,闫 勇,张文彪.基于门控循环单元的动态过程下两相 CO2 质量流量测量[J].仪器仪表学报,2021,(10):111-119

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  • 在线发布日期: 2023-06-28
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