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。     

上喷式喷射器内气液两相流的流体力学特征

喷射器作为气液混合装置,比传统接触混合器具有更高的混合强度和传质系数.计算流体力学(computational fluid dy-namics,CFD)模拟作为研究气液混合流的方法,有助于理解喷射器的流体力学和混合特征.它能提供详细的信息来量化操作条件对喷射器性能的影响.本文利用CFD模拟了上喷式喷射器内的气液两相流的流体力学特征.结果表明在较高的混合段长径比下,混合段入口处的压力较低.但是存在一个最大的压力降,此时混合段长径比约为4.0.在相同的喷嘴速度下,混合段入口处压力降最低,气体卷吸量最大.模拟中混合管与喷嘴面积比范围为1～16.无论是保持喷嘴直径不变还是混合管直径不变,混合段入口处的压力都随着D2M/D2N的增加而增加.但是对应的最大气体卷吸率发生在面积比为4.0.当喷射器的结构参数不变,混合段入口处的压力降和气体卷吸率随着喷嘴速度的增加而增大.     

气液两相流电导传感器测量波动信号的Wigner-Ville分析

流型是两相流中非常重要的流动参量,不同流型下的两相流流动特性及传热传质性能有很大不同。流型也严重影响着两相流参数测量的准确性。利用新近研制的两相流电导传感器,在垂直上升气液两相流管中采集了不同流型下的电导波动信号,采用W igner-V ille分布(WVD)在时频域内处理了电导波动信号,观察到了WVD特征与流型之间的关系,取得了较好的气液两相流流型辨识效果。     

基于热容原理的小管径气液两相流传感器设计

为了识别小管径内气液含量,设计了一种参比铂电阻电极、工作铂电阻电极和加热器复合结构的传感器.基于液体与气体热容率不同,在管道进出口设计了铂电阻电极,采用温度调理电路和温度加热电路实现测量,传感器输出高低电压信号可以区别气液含量.实验结果表明,管径内气体体积小于测量管段体积的50％时,传感器输出低电压信号值0 V;管径内...     

一种气液两相流气相参数图像检测方法

介绍了一种运用图像处理技术检测气液两相流参数的新方法,针对气液两相中气泡目标对比度低的特点,提出先对待处理图像进行分形增强,运用改进的Canny算子检测出气泡目标边缘,在经过填充和标记后检测出两相流图像面积、圆形度、截面含气率等参数,为气液传质效率建模提供了基础;实践证明该方法抗干扰能力强,是一种实用可行的参数检测方法.     

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。     

一种气液两相流双参数测量方法

提出和建立了气液两相流双参数流量测量方法及其测量系统。文中着重就该系统的几个关键技术问题进行了探讨。     

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。     

垂直于水平流向的气液两相流重位压差波动信号分析

以往对差压波动信号的分析,通常是指平行于流向测得的管道的沿程压力损失或节流装置产生的压力差。本文首次分析了垂直于水平流向的气液两相流重位压差波动信号。根据流体力学基本方程,分析了重位压差与截面含气率的关系,并在天津大学低压油气水三相流实验装置上进行了实验,讨论了不同流型下重位差压波动信号的功率谱密度特性,重位压差的相对统计方差特性,不同流型下重位压差时均信号的特性,以及重位压差波动信号与时均信号在不同流型的互补特性。     

气液两相流空隙率测量方法微重力环境应用研究

微重力环境下气液两相流空隙率测量是载人航天器需解决的关键技术之一。通过对当前常重力环境下气液两相流空隙率测量方法的特点和微重力环境对气液两相流空隙率测量的影响分析,提出了满足微重力环境气液两相流空隙率测量方法的基本要求,对当前空隙率测量方法在微重力环境应用的可行性进行了分析,并给出了相应建议。     

探讨复杂结构反应器内气液两相数值模拟的网格拓扑方法

网格拓扑方法直接影响到复杂结构的反应器内,气液两相数值模拟的收敛速度和计算精度。本文在引入中心下料管和环管式气体分布器的环流反应器内,通过实验,考察了不同表观气速下轴、径向局部气含率和气泡上升速度的分布特性。在此基础上,使用商业软件ANSYS CFX10．0,采用非结构化和杂交两种不同的网格拓扑方法,为该反应器作数值模拟。从定性角度来看,两者结果均表明内、外环气含率均随表观气速的增大而增大;外环循环流入内环的气泡量少;在同一表观气速下,外环气含率远远低于内环;内环气泡速度远远大于外环,这些规律与实验数据基本吻合。从定量角度来看,杂交网格法可清楚地反映出气体分布器和下料管液体入口的影响,以及外环气泡速度方向在导流筒外壁处向上,而这些却是非结构化网格法难以实现的。这说明了在该反应器内的气液两相数值模拟中,采用杂交网格法比单纯的非结构化网格法准确得多。因此,对于复杂几何结构的反应器,本文建议采用杂交网格法。     

基于金属网格传感器的液滴检测装置设计

为实现微重力环境下气液两相流的液滴检测,采用49×49点阵的金属网格传感器,基于网格电极间的局部瞬时电导变化原理,实现管道截面液滴分布和个数统计.将控制采集和数据处理分别交由FPGA和DSP并行处理的设计方式,解决了系统实时在线测量问题.实验结果表明:该装置可实时捕捉流速为9.0 m/s、直径不小于5mm的液滴或液团,克服了常规检测方法的不足,为评价水气分离装置的工作性能提供了可靠依据.     

远程振弦式传感器测量模块系统设计

为了满足大型远程安全监测中振弦式传感器的数据采集需求,设计了一种高精度的测量系统,并给出了具体的硬件电路.利用 C8051F040 单片机实现对激振频率的控制、对测量数据的处理及 CAN 总线控制等功能.测量系统具有工作稳定性高、硬件电路简单、抗干扰能力强、扩展性好等优点.     

微型涂丝膜pH传感器的研制

制备一种可供活体测量的针状微型pH传感器。以高纯度Pt丝为基体,PVC为载体,α—萘胺为活性物质,THF为溶剂制成涂丝H+离子选择性电极。该电极在pH=2~11范围内成良好的线性响应,平均响应斜率为48mV/pH,抗干扰能力强,相对标准偏差在2%以内,响应时间小于10 s。其针状结构在在体测量中应用方便。     

烧结烟气氨法脱硫塔气液两相流数值模拟

为研究脱硫塔内的气液分布情况对脱硫效率的影响,选用FLUENT作为计算工具,以烧结烟气氨法脱硫塔作为研究对象,对塔内气相湍流采用Euler方法描述,对喷淋液滴采用Lagrange颗粒轨道模型描述,研究烟气入口倾角和入口距离浆液池液面高度对脱硫塔内气液两相流场分布的影响,并对脱硫塔的关键参数取值给出建议.     

一种节流流量传感器测量滞后的校正方法

针对节流流量传感器的测量滞后问题,提出了一种基于GM(1,1)模型的预测校正方法.该方法首先依据新陈代谢模型对测量数据进行实时更新,然后利用自适应滤波法对新老数据给予不同的权重值,最后基于这些测量数据建立GM(1,1)模型预测下一个数据,并用预测得到的数据来代替节流流量传感器即将显示的数据.实验结果表明:所提方法能有效地解决节流流量传感器的测量滞后问题,平均相对误差小于0.38％,该方法能够满足实际工程的需要.