蒸发冷却电机管内气液两相流截面含气率测量的研究

本阐述了蒸发冷却电机管内气液两相流截面含气率测量的重要性及其测量的特点,分析了各种测量方法的优缺点．并对静态气液两相介质进行了射线吸收法的实验研究,认为采用射线吸收法测量蒸发冷却电机管内气液两相流出口处截面含气率是可行的,并且可以获得较高的精度。     

基于图像处理的管束间气液两相含气率的实验研究

将数字图像处理方法应用到管束间气液两相流动含气率的检测并研究其分布特性.采用高速摄影仪,拍摄管束间气液两相流动的流型图像,利用图像处理技术对流型图像进行灰度增强、二值化、边缘检测等处理,然后计算出两相流动不同时刻的含气率.实验结果表明,该方法能够满足测量要求,可以用于管束间两相流动参数的检测.将2种管束的含气率值与模型预测结果比较,发现Feenstra模型和Dowlati 模型能较好地预测含气率.比较管束不同方向的含气率分布特性,发现壁面位置含气率低,管束中心含气率高.     

铝银电池电液循环泵气液两相流动特性仿真

为进一步了解气液两相工况下的铝氧化银电池电液循环泵内部流动特性,选取比转数ns=63.7的某型铝氧化银电池电液循环泵作为研究对象,结合CFD数值模拟技术,基于CFX软件中的Eulerian-Eulerian非匀相流模型,对泵内部流动特性进行仿真计算,得到不同进口含气率工况下的中截面压力、气相体积分数分布及流线分布。结果表明：随着进口含气率增加,电液循环泵内流体分布不均匀度增加,叶轮对流体做功能力下降;循环泵内气相分布主要集中在叶片工作面进口区域,随着进口含气率变大,部分流道会被气体严重堵塞,导致泵的流量、扬程产生剧烈波动;随着进口含气率增加,旋涡、回流影响范围逐渐扩大,在旋涡、回流及气液两相滑移的相互作用下,流道内流线分布十分紊乱,产生较大的能量损失,造成扬程及效率下降。     

气液两相流并列双方柱绕流涡脱特性数值研究

采用有限容积法,综合考虑了由剪切引起的紊流和由气泡引起的紊流关系式,基于双流体模型,对不同含气率、不同间距比下气液两相流并列双方柱绕流旋涡脱落特性进行了数值模拟。通过计算发现：气液两相流并列方柱绕流,在间距比T/D<2.0时,双方柱尾迹模式是偏流模式,且宽窄尾迹流是通过中间模式(非偏流)相互转化的;在偏流模式中,拥有宽尾迹模式的柱体具有更小的阻力,拥有窄尾迹模式的柱体具有更大的阻力,而中间模式两柱体阻力相当;在间距比T/D32.0时,双方柱尾迹是“同步”模式,在T/D=2.0时,双方柱以同步同相旋涡脱落形式为主,T/D=2.5、3.0、5.0时,双方柱以同步反相旋涡脱落形式为主。来流含气率增大对抑制气液两相流绕并列双方柱流动的涡街生成贡献很大,当含气率增大到0.12时,没有稳定涡街生成。对气液两相流并列双方柱绕流频域过程分析发现：来流严格对称的情况下,并列两方柱运动参量频域过程是非对称的,两柱体长时间所受到的流体作用是不一样的。     

用于气液两相流测量的正弦电流激励源的设计

气液两相流广泛存在于自然界和工业工程当中,对两相流参数(流型、相含率等)的测量对工业过程的控制及优化有重要意义。多截面电导信息截面检测系统可以用于对气液两相流参数的测量。正弦恒流激励源是多截面电导信息截面检测系统的主要环节,对能否得到有效的两相流的电阻信息有重要作用。应用FPGA技术和DDS技术,实现了100kHz双极性正弦恒流源的产生。测试结果表明,利用FPGA和AD9852及放大器构成的VCCS(电压控制电流源)正弦恒流源具有稳定性好,精度高,带负载能力大等特点,满足工业过程中对气液两相流参数测量的要求。     

顺列管束间气液两相流型及压降特性研究

采用高速摄像仪研究矩形通道内气液两相流体垂直向上横掠节距比P/D为1.3和1.8的顺列水平管束的流型,拍摄到泡状流、间歇流和雾状流3种典型流型。采用气液折算速度绘制了流型图,发现在低折算液速和折算气速下与前人研究较一致。对比分析了2种管束间不同流型的压降,结果表明:2种管束的泡状流压降最大,间歇流次之,雾状流最小。含气率a在0.15~0.67范围内,P/D=1.8管束的压降大于P/D=1.3管束的压降。含气率a小于0.15和大于0.67时,大节距比管束的压降反而小于小节距比管束的压降。对压差波动信号的功率谱特征进行分析的结果表明,利用压差时域信号的功率谱特性可以鉴别流型。     

偏工况下气液两相离心泵喘振特性

当离心泵在小流量工况运行且传输介质为气液两相流时，含气率达到某一值时，会发生喘振现象，导致泵的扬程突降。本文采用计算流体动力学分析方法对一气液两相流离心泵进行了研究，通过对外特性曲线进行分析，发现了学者们所提到的喘振现象。为了提高离心泵在气液两相小流量工况下的水力特性，引入一种空腔结构，分析其对气液两相离心泵内部流场的影响及喘振的改善作用。结果表明：在气液两相喘振工况下，空腔结构可以改善叶片正背面的压力分布，均匀气液两相在叶轮流道中的分布，有效减轻离心泵的气堵现象。因此，空腔结构不仅在结构上可以平衡叶轮、减轻泵的整体质量，还可以减轻流场中气液分离现象，避免喘振的发生，提高泵的水力性能。     

超音速汽液两相流升压加热装置供热系统的经济性

对采用变截面通道汽液超音速汽液两相流升压加热装置的供热系统、管壳式加热器和循环水泵组成的供热系统、加热罐和热水泵组成的供热系统等三种供热系统的经济性进行了详细研究。以流量为 1 5 0t h的供热系统为例 ,通过计算表明采用变截面通道汽液超音速汽液两相流升压加热装置的供热系统经济性最好 ,每年可节省运行费用 2 0多万元。同时对超音速汽液两相流升压加热装置的升压特性进行了计算 ,结果表明其最大出口压力可以达到蒸汽压力的 2 .0倍 ,完全可以满足供热系统的要求     

超高压输电线可听噪声预测方法研究

为了研究输电线的可听噪声,本文建立了灰色理论、径向基函数(RBF)神经网络、灰色RBF神经网络和小波神经网络四种预测模型,并分析了每种方法的特点。每种预测模型都考虑了影响输电线路可听噪声的环境、地理位置、导线、线路结构参数等14个因素。结合实例,利用各种方法对输电线可听噪声进行了预测。利用灰色理论进行预测时,首先通过灰色关联分析计算了每个因素的关联度,然后选择灰关联度大于0.8404的6个因素建立了GM(1,7)预测模型。通过计算分析,灰色预测的结果最差,嵌入型灰色RBF神经网络和小波神经网络的预测精度较高,其平均相对误差分别为2.222%和2.853%,因此它们可以用来预测输电线的可听噪声。组合预测方法的预测精度比单一预测方法的精度好,并且组合的方法可以提高预测的稳定性。     

沟道截面形状对μDMFC气液输运的影响

设计矩形、三角形、半圆形、梯形和倒梯形截面形状的相同水力直径沟道,基于流体体积方法进行微型直接甲醇燃料电池(μDMFC)阳极流场沟道内气液输运数值模拟,研究截面形状对流场板沟道内含气率和压降特性的影响。单层流场板沟道中,矩形截面沟道的含气率稳定在0.55且平均压降为750 Pa,与其他截面形状沟道相比,含气率适中且平均压降最小,适合作为优选方案;在相同截面形状下,双层流场板沟道中含气率比单层流场板沟道的含气率低约50%,平均压降也更低,其中三角形截面沟道内的含气率最低(小于0.2)且平均压降最小(不足200 Pa),可作为优选的截面形状。     

Volume fraction measurement of oil-water two-phase flow using a coaxial conductivity sensor

The accurate measurement of volume fraction of oil-water two-phase flow on line is important in the oil field. This paper presents a new coaxial conductivity sensor for measuring the volume fraction of oil-water two-phase flow. This structure may get the more uniform sensitivity field and the vertical installation may get the more axial symmetry of the flow field, which improve the measurement accuracy. In order to minimize the influence of the edge effect, guard electrodes were designed. An anti-edge effect degree Ae was defined to optimize the length of the guard electrode. Different models of effective conductivity of two materials were used in calculating the oil volume fraction of oil-water two-phase flow. The experimental results indicate that Maxwell model is the best model under the condition of oil volume fraction less than 50% and the mean value of the calculation results using Maxwell model and Bruggeman model possesses higher accuracy in the range of oil volume fraction (50%-70%). The experimental results show that the sensor obtains similar measurement performance in both vertical upward and downward flow conditions. The accuracy of the sensor system is 2% when the oil volume fraction less than 50%, and the accuracy is about 5% when the oil volume fraction between 50% and 70%.     

基于改进灰色关联分析单步差拍控制法的APF应用与分析

有源滤波器(APF)的现有控制方法中,传统的差拍控制法虽然具有较好的预测谐波分量的优点,但存在计算量大、灰色预测误差有风险等问题,传统灰色预测方法存在参数选取过于主观的不足。提出一种改进灰色关联分析方法,即采用灰色面积关联分析法确定评价模型的分辨系数,实现关联的整体性,计算出单步灰色预测的谐波电流值;根据APF上一时刻的输出电流和当前时刻开关状态的特点,采用经典电路理论建立差分方程,计算出APF的预测输出电流。通过建立含预测输出电流与预测谐波电流关系的目标函数,得到下一时刻的开关控制模式。仿真结果表明,采用改进灰色关联分析单步差拍控制法的电源电流畸变率下降到2.34%,谐波总含量降低至1.212 3 A,较传统方法降低约0.6%,谐波含量少于其他2种控制方法,预测精度得到提高。     

基于灰色BP神经网络的实验材料供应预测

针对单一BP神经网络对实验器材需求量预测准确度偏低的情况,提出了一种将灰关联分析与BP神经网络相结合的实验材料需求预测模型。先用灰关联分析法计算出影响需求量的各因子之间的关联度,然后选择关联度较大的3个优势因子作为BP神经网络的训练样本,建立了3层BP网络预测模型。以某实验材料的实际需求量为实例进行算法检验,对比分析了灰色BP网络模型和单一BP网络模型的预测准确性。实验结果表明：灰色BP网络模型将原有6 10 1的BP网络结构简化为3 6 1结构,灰色BP网络模型预测的最大相对误差仅为-1.36%,而单一BP网络模型的预测最大相对误差为-4.18%,灰色BP模型比单一BP模型的预测精度更高,结构更简单。     

基于灰色理论的航空发动机剩余寿命预测

针对航空发动机健康监测数据繁杂、性能退化特征不明显、缺乏有效的健康指数构建与剩余寿命预测难的问题,提出了基于灰色理论的多监测参量优化选择与融合及全阶时间幂灰色预测模型(FOTP-GM(1,1))方法。首先,采用灰色关联分析法对航空发动机的高维监测物理参量的性能退化状态表征能力进行参数化度量,结合线性相关分析对监测参量进行优化选择;其次,利用灰色接近关联度对优化选择的特征进行加权融合,构建航空发动机的统一健康指标(HI),并以训练发动机HI失效阈值为参照,采用滑动窗欧氏距离比对法确定测试发动机的HI失效阈值;最后,采用FOTP-GM(1,1)对测试发动机的剩余寿命进行预测。通过实验分析,该方法能够有效地对航空发动机的剩余寿命进行预测,并比传统方法得到更高的预测准确度,该方法为实现航空发动机的故障预测与健康管理提供一种新的思路与手段。     

基于灰色和马尔科夫系统理论的需求侧响应能力预测

近年来,随着分布式电源、电动汽车、智能用电器在用户侧接入比例越来越高,可以调动的需求侧资源将越来越丰富。探究多重变量对需求侧响应的影响,提出基于灰色关联度的多阶灰色预测模型和马尔科夫链模糊矩阵相结合的预测方法,对长期需求侧响应能力进行预测。采用的多阶灰色预测模型主要考虑到了负荷自变量的时间特性以及多重外在变量的相关性,而灰色关联度分析方法可以定量的研究事物之间的关联程度,当状态变量和时间变量是离散数据时,马尔科夫链对灰色理论中间累加过程中产生的误差有较好的调整效果,因此采用马尔科夫链模糊矩阵对预测误差进行修正,提高了长期需求侧响应能力的预测精度。结合我国上海市近10年的负荷数据,验证了所提预测方法的有效性。     

基于PSO-DBN神经网络的光伏短期发电出力预测

考虑到光伏输出功率的随机性和波动性,提出一种基于粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化深度信念网络(Deep Belief Network,DBN)的光伏短期发电出力预测方法。首先利用改进粒子群算法确定DBN神经网络最优的初始权值,建立初始DBN网络。其次,确定预测日后,利用灰色关联度法选出与预测日气象特征相似度高的日期。将这些日期的气象数据和历史发电数据作为训练集对初始DBN网络进行训练,建立预测模型。最后仿真结果表明,所用模型相比于传统的DBN神经网络具有更高的预测精度。     

基于灰色理论的航空发动机剩余寿命预测

针对航空发动机健康监测数据繁杂、性能退化特征不明显、缺乏有效的健康指数构建与剩余寿命预测难的问题,提出了基于灰色理论的多监测参量优化选择与融合及全阶时间幂灰色预测模型(FOTP-GM(1,1))方法。首先,采用灰色关联分析法对航空发动机的高维监测物理参量的性能退化状态表征能力进行参数化度量,结合线性相关分析对监测参量进行优化选择;其次,利用灰色接近关联度对优化选择的特征进行加权融合,构建航空发动机的统一健康指标(HI),并以训练发动机HI失效阈值为参照,采用滑动窗欧氏距离比对法确定测试发动机的HI失效阈值;最后,采用FOTP-GM(1,1)对测试发动机的剩余寿命进行预测。通过实验分析,该方法能够有效地对航空发动机的剩余寿命进行预测,并比传统方法得到更高的预测准确度,该方法为实现航空发动机的故障预测与健康管理提供一种新的思路与手段。     

电力系统可靠性原始参数的滚动预测和残差修正

可靠性原始参数的分析与确定是电力系统可靠性评估的基础。针对电力系统可靠性原始参数匮乏的情况,利用灰色系统小样本的特点,运用滚动预测对可靠性原始参数的预测进行残差检验,在考虑数据新陈代谢的同时又能减少计算量。并对滚动残差的变化规律作了分析,建立其单调区间的灰色预测模型,进行残差修正,补偿原有的预测数据,使预测值能更好地拟合原始数据。最后,通过实例计算和模型精度检验说明该方法有较高精度。     

破泡结构对洗涤室内气泡特性的影响研究

为优化控制水煤浆气化工艺中洗涤冷却室内的气泡特性,强化洗涤传热、传质效果,采用流体体积模型(VOF)对冷却室内的冷态气液两相流动进行数值模拟,分析了破泡板对气液两相流动、气泡平均湿周和气含率的影响,比较了破泡板平行、交错2种开孔方案的破泡效果。结果表明,增加破泡板能减小液位波动、破碎和扩散气泡,有利于增大气泡湿周;破泡板上交错布孔比平行布孔更有助于均布纵截面平均气含率。