三相鼓泡床反应器中固体浓度分布与数值模拟

在气、液两相为连续相固相为颗粒流(granular)的基础上进行模拟,建立了描述三相浆态鼓泡床中湍流流动的模型,在模型中考虑了气相在穿过液相中所形成的气泡直径以及固体颗粒大小对系统的影响,同时对任意两相之间的连续性方程和动量方程进行耦合。以三相浆态鼓泡床固体浓度分布为例进行数值模拟,模拟值与实验值吻合较好,表明模型可靠,模拟方法正确,为研究三相浆态床流态特征提供了一种便捷的方法,也为三相浆态床反应器的设计、开发、放大开辟了一条新的道路。     

气固鼓泡流化床的流动特性数值模拟

为了模拟研究均匀布风的气固鼓泡流化床的流动特性,建立双流体力学模型,利用计算流体力学软件(FLUENT)并通过软件接口插入自编的计算气泡频率、气泡速度、气泡长度程序模块,成功模拟出鼓泡流化床的颗粒循环及气泡的特殊流动状态。计算的气泡频率、气泡速度、气泡长度与实验结果相符。     

浆态鼓泡床反应器的混沌性研究

运用混沌分析的方法,分析浆态鼓泡床反应器的压力信号,表明浆态鼓泡床反应器在不同操作条件下都具有混沌性,并且在不同固含率的条件下,最大Lyapunov指数变化显著,说明固含率对混沌特性有显著的影响。在实验条件下,浆态鼓泡床系统作Hurst分析,表明时间序列具有“持久性”,意味着过去增加或减少的趋势,将在未来一定时间内持续进行。     

基于截面含气率的气／液两相流相关速度测量

基于双截面电阻层析成像技术进行气／液两相流的相关速度测试研究,分析了相关速度测量原理,提出了基于截面含气率的相关测速方法。通过插值增加上游、下游双截面含气率的采样数据,利用独立开发的软件系统具有的数据存储与回放功能对基于截面含气率的相关测速方法进行评定实验。实验结果表明：该方法测速精度较高,且稳定可靠。     

基于环形管差压波动信号测量气液两相流气相含率的研究

设计了一种新型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,建立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.实验结果表明与差压波动信号均方根有关的特征量和容积含气率存在一定的关系,在考虑到气体密度的影响之后,引入气体密度对关系模型进行修正,建立了差压波动信号均方根和容积含气率量纲1的线性关系模型.在容积含气率小于0.65时,气液两相流的容积含气率测量误差小于5%,为气液两相流的容积含气率测量提供了一种方法.     

弹状流工况下的气液两相流双参数测量

由于两相流动的复杂性,利用实验测量手段实现两相流的准确测量成为目前研究的热点.在弹状流流型的工况条件下选取了30个实验点,利用新型气液两相流检测装置进行测量实验,结果表明:液相含率测量相对误差在4.3％以内,总流量测量相对误差在1.6％以内,为气液两相流双参数测量研究提供了一种新的思路.     

基于线列阵传感器的射流冲击试验含气率分布研究

射流冲击是一种气-液两相流现象,既可作为一种除盐水混合硼酸的有效方法,也可用于研究压水堆（PWR）的承压热冲击（PTS）事故现象。当液体射流撞击水面时,发生气体夹带现象,并产生气泡,气泡夹带对混合过程起到关键的影响作用。研究了不同射流高度和流速下的含气率分布,设计了一种新型三层可移动线列阵传感器（WMS）测量瞬时二维局部空隙率,具有较高的空间分辨率（3 mm）和极高的时间分辨率（2500 Hz）,基于线列阵传感器测量的原始数据,获得了射流冲击中气体夹带的含气率分布,对比分析了不同射流高度和流速下的平均含气率分布。     

基于弧状电极传感器的气/水两相流参数测量系统设计

气/水两相流流动参数的检测对工业过程的控制和优化有重要意义,相含率作为一个重要参数直接影响到两相流建模的精度。为测量两相流相含率参数设计了弧状电极电导传感器测量系统,通过对气/水两相流典型流型的物理模拟研究了相含率与测量电压之间的关系。实验结果表明:弧状电极电导传感器的液相相含率与测量电压存在很好的线性关系,为两相流动态实验参数测量提供了依据。     

基于回代信赖域的电阻层析成像算法

针对电阻层析成像(ERT)技术中反演问题的病态性,提出一种改进的回代信赖域算法BTR(Backtracking Trust Region),并将其应用于气/水两相流的可视化测量。该算法通过信赖域算法获得迭代方向,通过回代技术获得迭代步长,可在减小重建误差的同时,提高成像速度。利用Comsol软件进行仿真,并设计ERT系统对各种典型流型进行测量,验证了算法的可行性。通过与Landweber算法、共轭梯度算法和现存的信赖域算法的比较,证明本文方法明显改进了成像精度和实时性。     

基于小波包分析和RBF神经网络的ERT系统流型辨识

两相流体具有复杂性的流动特性,流型的准确辨识是两相流参数准确测量的基础,流型的在线智能辨识成是两相流研究的重点内容之一。以ERT系统和油/水两相流的流型为研究基础,采用小波包分析方法对测量数据进行特征提取,然后以提取后的特征数据作为RBF神经网络的输入,对网络进行建模和仿真。通过实验仿真分析,该方法对流型辨识非常适用,并有效达到流型辨识的目的。     

电容层析成像系统传感器参数优化——基于正交试验设计法

介绍了电容层析成像系统的工作原理及数学模型,采用有限元分析对传感器灵敏度分布进行仿真,分析了系统中各个传感器参数对传感器性能的影响,提出传感器性能评价函数,并基于正交试验设计确定了一组优化参数,为电容层析成像系统中传感器的设计提供了参考依据。     

基于Landsat８影像的额济纳荒漠绿洲植被覆盖度估算方法对比研究

荒漠绿洲是维持当地人类生存和社会发展的主要依托,但其地表植被稀疏,生态系统极其脆弱,而植被覆盖度是反映荒漠生态环境信息的重要指标之一.以黑河下游额济纳荒漠绿洲为例,基于Landsat８影像和野外实测植被覆盖度数据,对比和分析现有的适宜于干旱荒漠区的３类植被覆盖度提取方法(经验模型法、像元二分法和三波段梯度差法)在该区域的应用效果,并尝试利用基于转换型土壤调整植被指数(TSAVI)的像元二分模型法和修正的三波段梯度差法(MTGDVI)进行植被覆盖度估算,以期找到计算额济纳荒漠绿洲植被覆盖度的最佳模型. 研究结果表明:用TSAVI像元二分模型法的反演精度高而且能够较好地估算额济纳荒漠区域和绿洲区域的植被覆
盖度,适用于估算额济纳荒漠绿洲的植被覆盖度.