带纵向涡发生器喷动床内颗粒流动特性PIV实验

针对喷动床内环隙区颗粒缺少横/径向运动的特点,通过实验将纵向涡流发生器及纵向涡流效应引入喷动床。采用粒子图像测速技术研究了在内径为152 mm的喷动床内纵向涡流及颗粒设计参数对喷动床内喷射区及环隙区颗粒相径向速度的影响,研究结果表明,纵向涡发生器在扰流元件上方横截面内颗粒相运动出现大量二次涡流,相比较于无纵向涡流扰流件情况,喷动床内的颗粒径向速度得到了显著增加,表明纵向涡发生器能够增强颗粒相在喷射区及环隙区的径向运动能力。在喷动床稳定喷动范围内,颗粒直径及颗粒密度越小,纵向涡流对颗粒相径向运动的强化效果越佳。     

计算机图像处理技术用于微粒的定量测量

基于ＰＣＩ总线的图像采集卡,采用计算机图像处理、人工智能技术实现了对颗粒的定量分析。详细阐述了颗粒定量分析技术及原理、系统组成和软件设计。测试结果表明,该法操作简便、测试速度快、重复性好     

一种基于傅立叶描述符的颗粒图像形状识别方法

颗粒图像形状的自动识别广泛应用于大气颗粒、细胞细菌采样分析等产品的研究开发.本文从应用的角度出发,提出了一种基于傅立叶描述符的颗粒形状自动识别方法.将采集的原始图像进行去噪、光照校正、边界提取等预处理以后,对获得的物体轮廓使用傅立叶描述符对颗粒图像进行形状识别.傅立叶描述符的优点在于它可以在一个统一的框架下描述相同形状的不同尺度、旋转和平移变化.实验结果表明使用傅立叶描述符方法对颗粒图像进行分析识别具有良好的效果,证明了本文方法的有效性和鲁棒性.     

基于图像分析方法的颗粒粒度测量

为了满足颗粒粒度测量的要求,研究开发了基于颗粒图像的颗粒体粒度测量系统。系统由硬件和软件两部分组成。硬件系统主要由图像采集和显示设备构成,可完成颗粒图像采集、存储和显示功能。软件系统由自主开发的基于Matlab环境的颗粒图像处理与分析程序组成,可完成颗粒图像的处理、颗粒粒度分析及分析结果显示等功能。颗粒测量结果表明,该系统完全可以满足颗粒粒度测量的要求,并具有测量精度高、效率高等特点。     

数值图像分析在研究粉煤灰颗粒群特征中的应用

本文以上海某电厂一、二、三电场的粉煤灰为研究对象，介绍了数值图像分析在粉煤灰颗粒群特征研究上的应用。通过数值图像分析法，对三个电场粉煤灰颗粒群的体积频度分布、颗粒个数频度分布、形状因子以及体积比表面积随粒径的变化趋势进行了分析，探讨了它们的变化趋势。     

光纤内窥图像法测量MTO催化剂表观形貌及其积炭量的实验研究

催化反应过程中的多尺度现象一直是近年来颗粒学领域研究的热点，其中颗粒形貌、积炭都是影响催化剂流态及活性的关键参数。为了从颗粒尺度深入探究积炭对催化剂颗粒表观形貌的影响，选取了DMTO工艺中第二代分子筛SAPO-34催化剂，在实验室微型固定流化床反应器中制备了停留时间分别为0、30、60、90、120 min等多种催化剂样品。使用课题组研制的光纤内窥显微成像平台，拍摄了催化剂样品的微尺度图像，并以此构建了基于深度学习的样本形貌图像库，实现批量统计催化剂颗粒表观特性（包括粒径、球形度、椭圆比、色度等参数及其分布）的功能。测量结果表明：积炭会明显改变催化剂的粒径及其分布，但是对催化剂的球形度或椭圆比等参数的影响较小。通过比较这些催化剂样本图像的色度信息与其对应的热重法测得的积炭量数据，建立了催化剂色度信息与其积炭量之间的定量关系，并预测了两种来自某企业DMTO生产装置反应器内催化剂的平均积炭量。实验数据表明：图像色度法与热重法测量结果的相对误差小于10%，具有较好的一致性。这将有助于发展基于图像色度法测量催化剂积炭量的工业仪表，为工业过程从颗粒尺度认识反应器内催化剂的状态提供便携的观测手段，进而指导操作人员对DMTO工艺进行优化调控。     

水泥颗粒生长与黏结的微观分析(英文)

水泥微观结果的变化是一个十分复杂的过程,其中包含了水泥颗粒的生长、黏联、絮凝以及其它反应。了解这些水泥颗粒的行为对于更好地掌握水泥基材料早期性能非常重要。采用扫描电子显微镜内安装的Quantomix密封舱系统,原位观察了3种不同的水泥浆体的微观结构。基于这个系统可连续观察水泥浆体微结构发展的优点,研究了水化过程中单个颗粒的生长与颗粒间的连接。通过显微照片的图像分析获得水泥颗粒的灰度变化,用于上述研究。对这些水泥浆体中水泥颗粒的生长与连接情况进行了定量研究。     

填充聚丙烯第二相颗粒形态结构的表征

用图像分析技术研究了填充聚丙烯第二相颗粒形态结构特征，有效地定量表征了填料在基体中的分布状况，为物理机械性能研究提供了依据。     

基于图像扫描的散料颗粒离散元建模及应用

在带式机输送物料的离散元数值模拟中,非规则外形物料颗粒建模一般采用球形近似体但会降低模拟精度.试验研究了对实际土石方颗粒图形进行扫描处理,先建立其简化的三维模型,再导入离散元仿真软件中进行填充,建立土石方颗粒模型的方法.通过离散元软件EDEM对颗粒模型进行试验标定,再通过实际工程现场进行验证,结果表明图像扫描法建模所测...     

铂纳米颗粒自组装膜的微图像化

从硝基重氮树脂(NDR)与包裹巯基乙酸的铂纳米颗粒(MA-PtNP)的静电自组装，制备了感光性的自组装多层超薄膜，经选择性紫外曝光和十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液显影，光照部分的膜，因层与层之间的离子键转变为共价键，不再被SDS水溶液洗脱而留下来；未光照部分的膜，层与层之间仍是离子键，在显影时被除去，从而形成图像、用AFM和SEM对形成的图像进行了表征．     

采用大涡PIV方法研究搅拌槽内湍流动能耗散率

在槽径为0.476 m的六直叶涡轮桨搅拌槽内,采用粒子图像测速仪(PIV)对桨叶区的流场进行了实验研究,得到了桨叶区的平均流速和湍流动能(k)分布,采用大涡PIV方法对湍流动能耗散率(e)分布进行了估算,计算了e与k的相关系数. 结果表明大涡PIV方法能有效地估算e分布;桨叶区的射流向上倾斜,两尾涡分布于射流两侧,射流的倾角和两尾涡中心间距随射流向壁面运动而变化,射流倾角先增大再减小,相位角q=40o时达到最大值13.2o,两尾涡中心间距先减小再增大,q=20o时达到最小值0.0387(用槽径T无因次化);湍流动能和湍流动能耗散率峰值均位于尾涡靠近射流的区域;湍流动能和湍流动能耗散率的平均相关系数为0.363,射流核心区相关系数小于周边区域.     

PIV Investigations of Flow Patterns in the Entrance Configuration of Plate-fin Heat Exchanger

Flow characteristics in the entrance of plate-fin heat exchanger have been investigated by means of particle image velocimetry （PIV）. The flow field was measured using the two-frame cross-correlation technique. Streamline and velocity contour graphs at different cross-sections were obtained in the experiment. The experimental results indicate that flow maldistribution in the conventional header is very serious, while the improved header configuration with punched baffle can effectively improve the uniformity. The flow maldistribution parameter in plate-fin heat exchanger has been reduced from 1.21 to 0.21, and the ratio of the maximum velocity to the minimum is reduced from 23.2 to 1.8 by installing the punched baffle. The results suggest room for the optimum design of plate-fin heat exchanger.     

基于粒子群优化Hopfield网络匹配的稀相颗粒速度测量

提出了一种基于粒子群算法(PSO)和Hopfield神经网络相结合的粒子跟踪测速算法。该方法采用高速摄影系统拍摄气固两相流的稀相颗粒运动图像,经图像处理后,提取形心参数。将粒子匹配问题转化为优化问题,采用粒子群优化算法与Hopfield神经网络相结合的方法进行优化,求出最优解来实现颗粒的正确匹配,然后计算出颗粒的速度矢量,并与互相关法求出的速度进行对比,实验结果表明,该方法能准确地跟踪稀相颗粒,是一种有效的稀相流场速度测量方法。     

随机温度信号互相关法测量吸热型碳氢燃料密度

为实现超临界压力下吸热型碳氢燃料密度的准确测量,以相关测量技术为基础,设计搭建了一套密度在线测量系统。该系统在间距148 mm的管道上下游安装两只具有相同热电特性的K型热电偶作为互相关法的传感器,通过对热电偶检测到的随机温度信号进行相关计算,得出该信号经过上下游热电偶的延迟时间,计算得到流体截面的平均流速,在已知质量流量后,根据质量守恒定律进而求得流体密度。采用纯物质十二烷及质量比1∶1正辛烷/正庚烷二元混合物标定测量系统精度,实验结果与文献值的最大误差在±1.2%以内,平均相对误差小于0.6%。在此基础上,对压力p = 3.0、4.0、5.0 MPa,温度T = 302.0～529.6 K,吸热型碳氢燃料密度进行测量,该方法的应用为超临界压力下吸热型碳氢燃料密度的准确测量提供了新思路。     

基于三目视觉的圆柱尾迹层析PIV测量

多数机械设备如换热器、汽轮机、燃气轮机等内部流场均具有内部空间狭小、流场流动复杂的特点。目前对于该类流场测量多采用二维粒子图像测速（PIV）的方法,难以反映真实的流场速度分布;同时多数三维流场测量系统设备复杂且昂贵,难以应用到狭小的空间测量中。因此本文搭建了一套基于三台相机的三维流场测量系统,针对某矩形水流管道,应用层析PIV技术对圆柱尾迹的低速流场进行了测量,成功观察并重建了圆柱产生的三维卡门涡街流场。测量区域约为30mm×30mm×5mm,三维空间分辨率达到20voxels/mm,重投影误差小于0.5%。研究结果表明,采用本文搭建的三相机层析PIV系统测量得到的三维矢量场合理地反映了圆柱尾迹的流动结构;MLOS算法相较于传统MART算法能够有效降低重构所耗时间,并能够达到同样的重建精度。本文搭建的测量系统也可用于其他低速流体实验中,而三相机的布置为测量狭小空间的复杂流场提供了可能。     

Tests for non-correlation of two cointegrated ARMA time series

In multivariate time series modelling, we are often led to investigate the existence of a relationship between two time series. Here, we generalize the procedure proposed by Haugh (1976 ) and extended by El Himdi and Roy (1997 ) for multivariate stationary ARMA time series to the case of cointegrated (or partially nonstationary) ARMA series. The main contribution consists in showing that, in the case of two uncorrelated cointegrated time series, an arbitrary vector of residual cross-correlation matrices asymptotically follows the same distribution as the corresponding vector of cross-correlation matrices between the two innovation series. The estimation method from which the residuals are obtained can be the conditional maximum likelihood method as discussed in Yap and Reinsel (1995 ) or some other which has the same convergence rate. From this result, it follows that the considered test statistics, which are based on residual cross-correlation matrices, asymptotically follow χ² distributions. The finite sample properties, under the null hypothesis, of the test statistics are studied by simulation.     

基于ANSYS的气/液两相流电容相关流速测量仿真研究

以气/液两相流互相关测量系统为研究对象,采用MATLAB建模仿真方法,研究由电容传感嚣构成的基于离散相浓度的电容互相关流速测量机理.并针对电容传感器的"软场"特性,利用ANSYS软件分析电容传感器与离散相浓度的关系,采用Monte-Carlo方法建立气/液两相流流动模型,研究"凝固流动图型"、"非凝固流动图型"以及速度...     

超声法在线测量烟气脱硫浆液粒度分布、密度方法和装置

针对烟气脱硫工艺中石灰石/石膏浆液粒度、密度（浓度）在线测量需求,研究了基于超声衰减法的浆料多参数在线测量方法和装置。改进了一种自适应控制参数的差分进化算法用于颗粒粒径反演,模拟算例显示,改进差分进化算法求解精度更高;设计了非接触式测量管段,采用换能器一发一收模式,实现非接触式无损测量;开展了温度变化对声衰减影响实验,提出了声衰减量的温度修正方法。通过实验室结果验证,文中方法浓度测量结果与取样法浓度分析结果最大偏差为1.75%,最小偏差为0.59%。通过电厂测试结果验证,文中方法的粒度测量结果与显微镜图像法、激光粒度仪三者测量结果具有较好的一致性,最大偏差小于17%;密度测量结果与取样法吻合度高,最大重复性偏差仅为0.23%,单次测量结果与取样法最大偏差为0.26%,两项指标均优于差压密度计测量结果,可满足烟气脱硫工艺中石灰石/石膏浆液粒度、密度（浓度）在线测量需求。     

运用粒子图像测速仪研究双层Rushton桨搅拌槽内湍流特性

Particle Image Velocimetry （PIV） has been used to investigate turbulence characteristics in a 0.48 m diameter stirred vessel filled to a liquid height （ H = 1.4T ） of 0.67 m. The agitator had dual Rushton impellers of 0.19 m diameter （ D = 0.4T ）. The developed flow patterns depend on the clearance of the lower impeller above the base of the vessel, the spacing between the two impellers, and the submergence of the upper impeller below the liq- uid surface. Their combinations can generate three basic flow patterns, named, parallel, merging and diverging flows. The results of velocity measurement show that the flow characteristics in the impeller jet flow region changes very little for different positions. Average velocity, trailing vortices and shear strain rate distributions for three flow patterns were measured by using PIV technique. The characteristics of trailing vortex and its trajectory were described in detail for those three flow patterns.
Since the space-resolution of PIV can only reach the sub-grid rather than the Kolmogorov scale, a large-eddy PIV analysis has been used to estimate the distribution of the turbulent kinetic energy dissipation. Comparison of the distributions of turbulent kinetic energy and dissipation rate in merging flow shows that the highest turbulent kinetic energy and dissipation are both located in the vortex regions, but the maxima are at somewhat different lo- cations behind the blade. About 37% of the total energy is dissipated in dual impeller jet flow regions. The obtained distribution of shear strain rate for merging flow is similar to that of turbulence dissipation, with the shear strain rate around the trailing vortices much higher than in other areas.