基于小波多尺度分解的液固体系声发射信号特征分析

在玻璃微珠-水两相搅拌体系中,利用宽带声发射传感器高速采集声发射信号,选择Db8小波基函数对信号进行10层分解,提取各尺度信号能量及能量占比等特征量,研究了特征量随搅拌速度、测量点位置、玻璃微珠质量和粒径的变化规律。结果表明,由玻璃微珠碰撞内壁面造成的声发射信号能量主要集中在D7~D10等四个尺度;随玻璃微珠质量增加,多测量点各尺度信号能量值较单测量点值显示出更良好的线性关系,且不同粒径下的能量占比特征量均各自趋于一个较为稳定的数值范围,可用来表征粒径变化的规律性。实验结果为后续利用声发射信号测量多颗粒系粒径提供了的实验依据。     

激光光谱法同步测量尿素水溶液液膜厚度与浓度

对尿素水溶液液膜厚度和浓度进行定量分析在工业应用中至关重要,而传统的测量方法只能对液膜厚度和浓度分别进行测量。提出了一种用于尿素水溶液液膜厚度和浓度高精度同步在线测量的新方法。通过灵敏度分析和内部交叉验证,选取了测量精度及灵敏度最高的一对波长组合(7040.75 cm^-1 与 6761.00 cm^-1)。由内部交叉验证可知,该方法测量液膜厚度误差小于1.40%,浓度误差小于5.76%。     

水系胶体Zeta电位的电声法测量

基于电声法原理研制了一种能同时用于胶体声阻抗和Zeta电位测量的电声探头,建立了一套测量胶体Zeta电位的实验装置,多次实验证明设备稳定性良好. 通过多次回波测量声阻抗计算Zeta电位,测得纳米黄土及TiO2胶体的Zeta电位分别为-52.69和-16.09 mV,分析了5%~30%(j) SiO2胶体的Zeta电位变化趋势,表明该方法可用于高浓度胶体测量,与马尔文公司光脉动Zeta电位测量仪测量结果偏差较小. 本方法有望实现在线测量Zeta电位.     

燃烧煤粉颗粒的粒度速度测量方法

基于煤粉火焰辐射特性,提出了蓝色背光照明成像的方法,可以避免或减少火焰自发光的影响,直接获得单个固体煤颗粒的静态或动态影像。采用单帧长曝光的测量方法,从煤粉颗粒的运动轨迹中同时获得燃烧中煤颗粒的粒度和速度。在基于Mc Kenna燃烧器的平面火焰携带流燃烧器系统中,用工业相机对煤粉燃烧进行实验研究,并获得了燃烧器出口不同距离处燃煤颗粒的粒度和速度信息。紧邻出口的粒径测量结果与送入给料器前的煤样筛分粒度范围相符,粒度和速度随高度变化的趋势也证明了该方法的可行性。该方法的提出为煤粉燃烧过程的可视化测量研究奠定了基础。     

射流卷吸边界层内相干结构的实验研究

在轴对称水射流实验台上,采用单帧长曝光图像法,测量了出口Reynolds数在1849~2509范围内的卷吸边界层内流场结构。发现在流向距离L=2D~3.5D,径向距离H=D~1.25D的区域内,流场中吞噬作用和侵蚀作用两种卷吸模式交替出现。分析得到,当Re>1915时,吞噬作用所占的比例随着Re的增大而增大,当Re>2311之后,Reynolds数对该结构发生概率的影响降低;通过快速傅里叶变换得到该相干结构发生的频率在10～19Hz之间;吞噬作用发生的同时在流场中观测到一些特殊涡结构。同时采用运动单帧长曝光图像法对射流流场进行拉格朗日法观测,发现射流流场中的涡结构一般存在于湍流与非湍流界面附近。     

利用LabVIEW确定超声相速度谱和反射波相位谱

基于LabVIEW这一图形化编程语言在信号测量与处理方面的独特优势,通过变声程的方式,以蒙牛全脂鲜奶为检测对象,利用反射波相位谱方法获得某固定温度下超声波在牛奶中的相速度谱,为通过测量牛奶中的声速来测定牛奶相关指标提供依据。     

直接空冷汽轮机末级蒸汽异质／均质成核凝结过程的在线测量

采用新研制的改进型联合探针测量了某300 MW直接空冷机组低压汽轮机末级后部分区域变背压过程中的汽流参数,包括马赫数、攻角、偏转角、静压、流速和蒸汽湿度及水滴尺寸等参数.结果表明:空冷低压汽轮机末级在较高背压时并不处于湿蒸汽状态,随背压降低先出现异质成核凝结,而后才出现均质自发成核凝结.2种凝结状态之间存在着2种凝结机理共存的阶段,在此阶段凝结会出现很大波动.异质成核凝结产生的水滴尺寸大于均质自发成核凝结的水滴.     

基于TDLAS技术在线测量气流道内液膜动态厚度

在液膜厚度测量时,通过选取液态水吸收截面不同的两个波长可消除除液态水吸收以外的其他信号衰减所造成的影响,如轻微的光束转向现象。但该方法仍较难消除在液膜蒸发过程后期由于液膜收缩所造成剧烈的光束转向现象的影响。基于双波长可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术测量透明石英玻璃板上液膜蒸发过程中膜厚的变化,并同时用图像法追踪液膜形状的变化,对剧烈的光束转向现象进行研究。在此基础上,通过在光电探测器前放置积分球,对已有的TDLAS液膜测量系统进行优化,以消除剧烈光束转向现象对膜厚测量的影响,并利用该系统分别测量了气流道内液膜形成过程和蒸发过程中液膜的厚度变化。     

等熵系数和雷诺数对四孔楔型探针气动测量影响的研究

用4孔楔型气动探针在一个特殊的试验风洞里测量了不同工质和不同工况下的参数。对大量试验数据进行分析，得出等熵系数和雷诺数对气动测量的影响，并进一步定量分析它们对在风洞中标定探针确定各个参数的影响，从而提出在标定探针和气动测量过程中有指导意义的结论。     

基于GMRES的超声过程层析成像算法研究

当前超声气固两相流层析成像的难点在于难以获得有效的信号和图像重建算法精度不高。鉴于此,作者以超声衰减理论为基础,提出一种基于广义最小残差(GMRES)迭代的超声层析成像重建算法：首先利用广义极小残差迭代算法获取初始物体浓度分布信息,然后采用均值滤波并设定灰度门槛的方法对其进行修正以提高图像精度。为验证该算法的可行性,利用数值仿真在较少有效信息条件下,求解欠定稀疏线性方程,将结果与现有几种图像重建算法比较发现该方法成像精度高,之后进行的超声气固两相流层析成像实验结果表明：采用该算法的成像系统能够反映管道内气固两相流截面固相浓度分布特征。