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。     

气液两相泡状流动中的压力分析

利用相平均和含气率α权重时间平均推导了气液两相泡状流的动量方程，分析了动量方程中的压力项，并对T型管中的气液两相泡状流进行了数值模拟，确定其含气率和压力的分布规律。图2参7     

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.     

气液两相流体流量或质量含气率的液体取样测量方法

从被测气液两相流体中取样分流出一部分单相液体,通过测量这部分单相液体的流量确定被测气液两相流体的流量或干度.通过将两相流体的测量转化为单相液体的测量,避免了两相流体的波动对测量精度的影响.分析表明:取样液相流量与主管路总流量的比值与主管质量含气率成线性关系.如果已知质量含气率或质量流量其中一个参数可以确定另一个参数.设计了液体取样装置,在气液两相流实验环道上进行实验.结果表明:本实验范围内,流量和质量含气率测量最大误差小于10%.     

两相流垂直下降横掠"T"形柱体的斯特罗哈数

试验研究了两种规格梯形柱体，在垂直下降气液两相流中，发生气液两相涡衡时，气液两相特斯罗哈数的变化规律。在测得大量数据的基础上，得出了发生气液两相涡街时，气液两相斯特罗哈数的通用关系式。研究表明，气液两相斯特罗哈数在两相工况下为一变数，与来流截面含气率、涡街发生体形状与特征尺寸和来流方向等因素有关。应用此关系式，根据测得的两相涡街频率可将涡街发生体作为测量两相流流量与组分的测量元件。     

基于高速图像采集的管束间气液两相绕流旋涡特性研究

采用高速图像采集方法,研究了不同节距比时以旋转正方形排列的错列管束间气液两相流旋涡的演化特性,通过动态图像重建了旋涡生成、卷吸及聚合过程,分析了旋涡演化机理,并运用时间序列图像相关性对比分析了旋涡脱落的周期特征.结果表明:随着节距比的增大,斯特罗哈数增大;随着含气率的增大,斯特罗哈数减小;当含气率大于0.14时,不存在周期性旋涡脱落现象;随着雷诺数的增大,旋涡脱落频率增加.     

垂直向上气液两相流中T形柱体两相斯托拉赫数的研究

试验研究了两种规格的Ｔ形柱体在垂直上升气液两相流中发生气液两相涡街时,气液两相斯托拉赫数的变化规律。在测得大量数据的基础上,得出了此时气液两相斯托拉赫数的通用关系式。研究表明,气液两相斯托拉赫数在两相工况下为一变数,与来流截面含气率、涡街发生体形状和特征尺寸、来流方向等因素有关。根据测得的两相涡街频率应用此关系式,可将涡街发生体作为测量两相流流量与组合的测量元件。     

气液两相流流型图像信息熵递归特性分析

利用高速摄像仪采集了节距比分别为1.3和1.8,排序为10排×4列和10排×6列两种管束间的不同流型的流动图像,并针对泡状流、间歇流、雾状流三种典型流动图像,提取流型图像的信息熵序列,采用递归分析法研究了气液两相流不同流型以及过渡流型熵序列的动力学特性。研究结果表明:不同流型图像的熵序列的递归结构不同。泡状流图像的信息熵序列递归图为点状结构;间歇流为点和块相结合结构,而雾状流对角线结构最清晰。过渡流型图像的熵序列递归结构清晰的演化了流型转变过程。信息熵序列的递归结构图能够较好地反映流型演化机理,且递归特征量随气相折算流速变化敏感,为研究气液两相流流型机理提供了一种较有效方法。     

激光数码全息技术在两相流三维空间速度测量中的应用

研究了利用激光数码全息技术实现两相流三维空间速度场测量的方法.用1台脉冲激光器照射两相流,平面光和颗粒衍射光发生干涉,在数码相机的CCD平面上生成全息图像.用1台跨帧数码像机连续拍摄两相流全息图像,对全息图应用基于小波变换的三维图像重建算法,在计算机上实现物体三维图像的重建,再利用图像互相关测速技术从连续的重建三维图像中提取两相流三维空间的速度场.实验中将2只置于不同空间位置的喷嘴向不同方向喷射雾化的气液两相流,并对生成的流场进行测量.结果表明该方法可以实现两相流三维空间速度场测量.     

T形流道中气液两相混合物相分离现象的分析

本文提出了对汽液两相流流经“T”形管时的相分离现象的分析方法.该方法适用于“T”形管入口两(?)流质量流速小于500kg/m~2sec.质量含气率X小于0.3环状流情况.“T”形管出口处流量和含气率的计算值与实验值相比较,相对误差均在10%之内(上游无扰动时)及20%之内(上游有扰动时)