顶吹管内流型与气泡群周期性变化的实验研究

贫化电炉还原油枪中,气、油混合顶吹是典型的气液混合两相流过程,管内流型随气液混合比例变化,从而引起气液混合顶吹管口气泡群的形态变化.基于气液两相流研究,用气、水进行不同气液混合比两相流研究,得出不同气液混合比例时的管内流型,及与之对应的气泡群下潜深度和宽度的周期变化.通过将其进行对比分析,得出气泡群形态随流型和气液混合比的变化趋势,以便得出更好的搅拌效果.     

基于小波和Elman神经网络的气液两相流流型识别方法

传统的流型识别方法仅可作为一种定性的流型识别方法。为了克服传统流型方法的不足,采用小波分析和El-man神经网络技术来实现气液两相流流型的智能识别,测量了水平管内气液两相流的压差波动信号,应用小波分析对流型的动态压差波动信号进行分析、提取特征,然后将小波能量作为Elman神经网络的输入,从而实现对流型的智能识别。实验结果证明,该方法能够很准确地识别出4种流型,并且具有很好的识别效果,从而为流型的在线识别提供了一种定量的流型识别方法。     

气液两相流流型识别理论的研究进展

介绍了气液两相流流型识别理论,首先探讨了气液两相流流型划分问题,然后详细介绍了流型的静态识别方法和实时识别方法,并重点介绍了基于压差波动理论、混沌理论、神经网络和复杂度特性的间接实时流型识别方法。     

气液两相流相空间复杂网络非线性动力学特性分析

气液两相流动作为一个具有混沌特征的非线性动力学系统,其流型演化动力学特性尚未取得清楚的认识。以垂直上升管内空气-水两相流为研究对象,在实验获取气液两相流流型压差波动时间序列的基础上,将空气-水两相流的压差波动时间序列映射到流型相空间复杂网络对其非线性动力学特性进行了分析。通过分析发现在相空间不稳定周期轨的吸引特性作用下,不同流型的相空间复杂网络现呈出明显不同的网络结构,并且网络密度的演化趋势与流型的转化过程相吻合,较好地反映了垂直上升管内空气-水两相流的非线性动力学特性。     

柴油机燃油系统中气液两相流研究现状及其流型识别研究探讨

简要分析了气液两相流在柴油机燃油系统中的产生机理及带来的影响.介绍了柴油机燃油系统内气液两相流的研究现状,重点阐述了两相流中声速的计算、喷油规律的探索等,但现有研究较少对其流型进行识别.对现有的气液两相流流型识别方法进行了深入的分析和比较,并就柴油机燃油系统中气液两相流流型识别方法提出了建议,指出柴油机燃油系统中气液两相流流型的识别将会是未来研究的趋势之一.     

奇异值分解在气液两相流流型识别中的应用

提出了一种将相空间重构和奇异值分解相结合的气液两相流流型识别方法.该方法首先利用相空间重构方法构造压差波动信号的吸引子轨迹矩阵.然后对该矩阵进行奇异值分解得到矩阵奇异值,将其作为流型的特征向量.针对BP神经网络收敛速度慢和容易陷入局部极值的问题,采用L-M优化计算的方法,设计了流型识别的BP网络模型.研究结果表明:该方法可以有效地识别水平管内空气-水两相流的4种典型流型,与其它改进算法相比,L-M优化算法的识别率最高,达到了95%,为流型的识别提供了一种新的有效方法.     

基于小波包分解和Kohonen神经网络的气液两相流流型识别方法

针对传统流型识别方法主观性强和BP神经网络训练受病态样本影响较大的缺点,根据小波包变换能将信号按任意时频分辨率分解到不同频段的特性,提出一种新的气液两相流流型识别方法。该方法首先利用小波包分解对流型的动态压差波动信号进行分析、提取特征,然后将小波包能量特征与Kohonen神经网络结合进行流型识别。对水平管内空气一水两相流4种典型流型的识别结果表明：该方法能有效克服传统识别方法具有的主观性和BP网络的缺陷,具有很好的识别效果,从而为流型的在线识别提供一种新的有效的技术选择。     

一种识别气液两相流流型的新方法

根据图像灰度直方图统计特征,提出了一种基于图像处理和改进支持向量机相结合的气液两相流流型识别的新方法.该方法是应用高速摄像机在气液两相流试验台上获取7种典型流型的图像,经过图像处理,对图像进行灰度直方图统计特征提取构成特征矢量,作为流型样本对改进支持向量机进行训练与识别.实验结果表明:图像灰度直方图特征可以很好地反映各流型之间的差异;改进的支持向量机与原始的支持向量机相比分类性能好,运算时间短,网络识别率高达99.04%,为流型在线识别提供一种新的有效方法.     

离心泵输送气液固多相流时性能指标的计算

对离心泵输送固液、气液 、气液固混合物时性能指标的计算问题进行了具体的研究，认为在气液固多相流的泵性能指标计算中必须考虑流型及各相的具体表现，扬程的计算要以“单位重量”为基础，论文重点进行了多相流动分析和扬程公式的推导，给出了泵使用和测试的相关计算方法和公式，参9。     

基于图像处理的小通道内气液两相流含气率的实验研究

采用高速摄像机对水力直径为1.15 mm的正三角形小通道内气液两相流流型进行实时拍摄和图像采集,提出一种利用数字图像处理技术检测小通道内气液两相弹状流体积含气率的方法。针对小通道内两相流型中气泡间相互无遮掩的优势,利用图像处理技术对各流型图像进行消噪、边缘提取、二值化、区域标记和填充等处理,根据提出的三维气相体积计算模型得到体积含气率。最后与漂移流模型计算结果进行比较,比较和实验结果都表明:对于弹状流,该方法得到的含气率与真实值的误差在±15%以内,具有较高的测量精度;并对实验数据进行回归分析得到了截面含气率公式,可用于微小通道内气液两相流参数的在线检测,为今后微小通道内的两相流动特性研究提供参考。     

A critical review of two-phase flow in gas flow channels of proton exchange membrane fuel cells

Water management in PEM fuel cells has received extensive attention due to its key role in fuel cell performance. The unavoidable water, from humidified gas streams and electrochemical reaction, leads to gas-liquid two-phase flow in the flow channels of fuel cells. The presence of two-phase flow increases the complexity in water management in PEM fuel cells, which remains a challenging hurdle in the commercialization of this technology. Unique water emergence from the gas diffusion layer, which is different from conventional gas-liquid two-phase flow where water is introduced from the inlet together with the gas, leads to different gas-liquid flow behaviors, including pressure drop, flow pattern, and liquid holdup along flow field channels. These parameters are critical in flow field design and fuel cell operation and therefore two-phase flow has received increasing attention in recent years. This review emphasizes gas-liquid two-phase flow in minichannels or microchannels related to PEM fuel cell applications. In situ and ex situ experimental setups have been utilized to visualize and quantify two-phase flow phenomena in terms of flow regime maps, flow maldistribution, and pressure drop measurements. Work should continue to make the results more relevant for operating PEM fuel cells. Numerical simulations have progressed greatly, but conditions relevant to the length scales and time scales experienced by an operating fuel cell have not been realized. Several mitigation strategies exist to deal with two-phase flow, but often at the expense of overall cell performance due to parasitic power losses. Thus, experimentation and simulation must continue to progress in order to develop a full understanding of two-phase flow phenomena so that meaningful mitigation strategies can be implemented.     

液幕状气液两相流流动特性的实验研究

提出了一种名为“液幕状气液两相流”的新流型。对液幕状气液两相流的流动特性进行了实验研究,着重研究液幕状气液两相流的床层高度和阻力特性以及气相和液相流动速度之间的关系,得到了当量床层高度、实际床层高度以及液幕床层阻力系数计算的关联式。这些关联式为液幕状气液两相流的研究提供了基础性的科学实验数据。     

湿法烟气脱硫鼓泡流态化反应器流场的数值模拟研究

采用Fluent软件对鼓泡流态化反应器内气液两相流的流场进行了数值模拟,分别计算了三种不同工况下的流场分布状况。模拟结果表明:增大气体喷射速度和喷射管的插入深度都可以使气液两相混合更加充分,流场内较易形成涡旋结构,达到稳定流场的时间也比较短。     

利用FLUENT模拟连铸结晶器内的气液两相流动

基于FLUENT平台,通过编制UDF来模拟结晶器中的气液两相流动问题。结果表明,基于FLUENT来研究气液两相流动过程是完全可行的。同时可以看出,CFD的发展方向应该是以商业模拟软件为基础,经过开发满足用户的个性化需要。     

基于LS_SVM的气液两相流含气率软测量

采用多圈环形管用于气液两相流参数的测量,对环形管上升段水平方向内外侧差压波动信号进行了分析,采用无因次分析方法获得与差压波动信号均方根相关的特征量,得到了此特征量与容积含气率的关系模型,并在此基础上进行了实验.利用支持向量机优良的非线性映射和强大的泛化能力,建立了一个基于最小二乘法支持向量机的含气率软测量模型,给出了相应的系统结构和算法,针对LS-SVM方法参数选取困难的特点,采用遗传算法进行优化,以提高软测量的精度.仿真和实际运行结果表明,基于LS-SVM的气液两相流含气率软测量模型具有较高的估算精度与泛化能力,为气液两相流舍气率的测量提供了一种简单、可靠的新方法.     

吹氩钢包内气液两相流的数学模拟

气泡浮力是促使钢包产生钢液循环的驱动力,正确理解吹气钢包内气液两相区结构是开展模拟研究的关键.分析了钢包内两相区的含气率模型,依靠对商业软件FLUENT 的二次开发,将该模型引入特定钢包进行计算.在本计算条件下,认为数学计算模型与实际两相区结构比较相符,能够反映吹气钢包内流体流动的实际情况.     

水平并联管子系统中气液两相流在联箱内的压力分布研究

通过对水平并联管子系统中联箱的四种连接方式的一系列试验研究和分析工作,得出了该系统中气液两项流在联箱内的压力分布计算方法。计算结果和试验值符良好,为水平并联管子系统的气液两相流流量分配计算提供了必要的计算式。