长喉颈文丘里管气液两相流弹状流机理研究

为了实现气液两相流相含率测量并得到相关模型,结合气液两相流研究现状,采用近红外光谱技术与高速摄影技术结合的手段,利用近红外系统布置于长喉颈文丘里管喉管位置的新装置,将弹状流相间流动特征与近红外测量系统接收光强信号特征相结合,提出了把弹状流分成泰勒气泡与尾部气泡两部分的简化模型,在数据处理时对近红外接收光强高频信号进行有效分组,建立了新的气液两相流弹状流相含率测量模型。从一定程度上解决了弹状流不同部位的两相交界面对近红外接收探头接收光强信号影响差异较大的问题。新型模型的测量效果较好,所得结果测量误差较小。     

双锥流量计气液两相流空隙率测量研究

设计了一种结构简单、对加工工艺要求较低的双锥流量计,并用于气液两相流参数的测量.提取双锥流量计的差压波动信号的特征值,采用无量纲分析方法建立分相含率的测量模型,通过优化方法获得局部最佳的模型参数.在气液两相流实验装置上开展了实验研究.结果表明,所建立的分相含率测量模型可在一定的空隙率范围内对气液两相流含气率进行有效的测量.     

基于近红外差压技术的气液两相流双参数测量

为实现气液两相流相含率及流量的双参数测量,对基于近红外光谱技术的轴向安装气液两相流测量装置进行优化。利用近红外吸收衰减技术实现两相流液相含率测量,同时结合差压技术通过测量实验管段前后差压值得到流量信息。利用该装置进行单相水、单相气的相关测试并得到单相流量测量模型,实验结果表明其相对误差分别在±1.25%和±1.5%以内。选取液相含率高于85%的35个工况点进行气液两相流动测试,结合朗伯比尔定律及双流体模型,分别得到相含率及流量预测模型。预测结果表明:上述模型的相对误差分别在±3.0%和±6.0%以内。通过结合近红外技术与差压技术,同时实现相含率及流量的双参数在线测量,为后续气液两相流不分离测量奠定基础。     

平板湍流边界层内气泡流流动实验研究

在低湍流度水槽里,利用片光源显示了平板气液两相湍流边界层内气泡流的流场结构,研究了平板安装位置,来流速度,喷气方式等参数对湍流边界层内气泡流的影响,利用激光测速技术测量了平板水平放置时气泡流最外缘处的水平速度及厚度。结果表明：平板喷气减阻的原因在于喷气改变了平板湍流边界层的流动结构,抑制了湍流。     

小通道气液两相流流型辨识与LSTM短期预测研究北大核心CSCD

以空气与水为工质,运用压差传感器与光学位置传感器和高速摄像机对水力直径3.0 mm的小通道水平圆管内气液两相流进行实验研究。根据压差波动信号图、光电传感器模拟信号图及高速摄像机拍摄所得流型图对小通道内气液两相流进行流型辨识,辨识结果表明:存在环状流、层状流、间歇流、以及段塞流四种流型;对四种流型所对应压差波动信号进行LSTM循环神经网络的分析预测,结果表明:LSTM循环神经网络预测模型可实现小通道气液两相流压差信号的在线预测,且预测结果精确,四种流型的均方误差分别为0.004、0.0099、0.0075、0.0156。     

基于层析成像的气液两相流相关流量测量方法

对电阻层析成像技术和图像的小波纹理特征进行了研究,提出一种基于层析成像的气液两相流相关流量测量方法,实现了液相流量的准确测量。利用电阻层析成像技术和相关算法对不同泡型下的相含率、渡越时间进行检测,得到气相流量;利用小波分析提取出层析成像的流型纹理特征;从而基于BP神经网络建立不同泡型下的气液两相流的相关流量测量模型。实验结果表明,液体流量的测量精度可以达到3%以内。     

双锥流量计气液两相流测量模型研究

设计了一种直径比为0.8的新型双锥流量计.在管道内径为50 mm、干度范围为0.002 5～0.04的工况下,采用该流量计对水平管道气液两相流流量的测量进行了实验研究.在水流量标准装置上对该流量计进行了标定,分析了其流出系数.基于均相流和James模型,提出了一种混合密度的修正方法.利用双锥流量计的差压信号,分别对均相流模型、James模型以及修正的模型进行气液两相流总流量测量误差分析.实验结果显示,经密度修正的模型对总流量测量的相对误差可控制在6%以内,均方根误差为2.94%,表明修正后的模型可对总流量进行有效的测量,双锥流量计用于气液两相流测量可以获得较好的效果.     

基于流体诱发管道振动的气液两相流型识别

通过对不同流型的气液两相流流经管道时诱发的管道振动特性的实验研究,提出了基于流体诱发振动的非接触式在线两相流流型识别新方法.通过安装于测试管道外壁的振动传感器测量不同流型下气液两相流诱发的振动信号;采用小波包分析提取了表征流型变化的振动信号能量特征向量;以能量特征向量作为模型输入,建立了概率神经网络模型用于识别分层流、...     

新型内外管差压流量计弹状流双参数测量研究

为实现气液两相流相含率及流量的双参数测量,设计新型内外管差压流量计测量装置。利用该装置在单相水流量为1～11 m3/h范围内进行实验测试,拟合单相流出系数C的数学模型。单相水流量测量值与实际值的最大示值相对误差在±1.6%以内。气液两相流测量特性研究在水流量范围为2～6 m3/h,气流量范围为0.12～0.6 m3/h进行实验,在已知含率的情况下求得弹状流的两相总质量流量预测模型,通过分析压损比与XLM变化规律,分段建立压损比和Frg与XLM的数学模型,得到分相含率。预测结果表明:弹状流液相含率相对误差在±2%以内,两相总质量流量相对误差在±3%以内。通过差压及压损比实现相含率及流量的双参数测量,为气液两相流不分离测量提供一种参考方法。     

基于RPCA及低秩表示的气液两相流动图像中气泡图像分离研究

气液两相流中对气泡的测量研究是非常重要的,气泡测量技术中,如何实现气泡与背景分离是研究的重点问题。现有的测量技术大多采用图像二值化、边缘检测、图像滤波等方法来实现气泡信息的提取,而这些测量方法往往是存在不足的,仅仅针对单一图片或者需要人为手动选取。本文通过SVD（单值分解）和RPCA（鲁棒主成分分析法）对气液两相流中的气泡图像进行背景分离,其方法主要有两个特点：连续相关性和自动获取性。并提出逐行累加和逐列累加的方法,测量气泡的运动过程形态。研究表明,相比于原始的图像分离技术,利用RPCA运算,对气泡的定位、大小和速度表示都更准确。     

基于同轴线相位法的两相流含气率测量研究

为了准确测量气液两相流含气率,提出一种同轴线相位差测量方法。利用同轴线传感器,通过测量电磁波经过在同轴线内分布状况不同的气液混合介质后相位差的变化,得到混合介质的含气率。完成了同轴线测量电路及测量传感器的设计,建立了一种含气率测量模型。以气液两相做了室内静态实验,并对垂直管状态下传感器响应和实验结果进行了误差分析。结果表明:相位差输出与含气率呈线性关系;同时,在不同频率下,预测结果和实验结果的相对误差在±5%范围内,说明预测模型准确度较好。     

基于图像的血型卡灌装质量在线检测系统

目的测量灌装后血型卡的固液高度,同时检测所灌液体中是否存在气泡。方法将摄像机捕获的血型卡图像经旋转矫正、初步裁剪、定位分割后,得到6个独立的微柱管,利用Sobel水平边缘检测方法分别提取出固液混合相和液相的水平边缘位置,进而计算相应高度,同时提出基于SVM的气泡检测方法,提取气泡的HOG特征,选择RBF核函数来训练检测模型,并建立分类模型,通过交叉验证的方法获得模型最佳参数。结果与手工测量结果进行对比,固液混合相高度误差不超过±0.1 mm,液相高度测量误差不超过±0.2 mm,气泡检测正确率高于97%,在效率上可满足实时检测的需要,高度测量和气泡检测的时间总和小于1.5 s,满足实时性要求。结论所设计的检测系统可以有效解决血型卡灌装质量的在线检测问题。     

基于子波分析的气液两相流中气含率的测量

用热膜风速仪以高于对应最小湍流时间尺度的分辨率精细测量环流反应器内不同空间位置的气液两相流瞬时速度信号,用子波分析的能量最大准则辨识气液两相流中的相.利用子波分析方法自动识别气液两相流中的相,从而获得测量气液两相流中气含率的切实可行的方法.     

基于均相和分相流模型的干度计量方法

通过对气液两相流中均相流和分相流模型的分析,推导了一个双节流元件组合式的两相流干度测量公式,分析了公式的适用范围。设计了垂直上升孔板和垂直下降丘利管串联相组合的实验验证装置,并以空气和水为工质进行了实验研究。实验研究表明,在环状流区垂直下降丘利管的压降特性非常接近于均相流模型的计算结果,而垂直上升管内孔板的压降可用修正的均相流模型来计算。此方法在本次实验的干度范围内测量值均方根误差为7％。     

应用双头电导探针技术测量气液两相泡状流局部参数

本研究应用双头电导探针技术测量气泡局部参数,从而揭示了气液两相泡状流的内部流动规律。     

膜生物反应器近膜面流场特性实验研究

利用PIV技术测试了膜面附近的气液两相流动力学特性,在2.5m~3/h曝气强度下,对1、2、3 mm三种曝气孔径条件下的气泡动力学特性进行了研究,同时分析了不同孔径下对应的液相速度场、涡量场和雷诺应力分布规律.结果表明,在曝气强度较低的情况下,孔径大小是影响气泡大小的重要几何因素,3mm孔径所形成的气液两相流中液相速度、涡量值和雷诺应力均是最大的,表现在膜过滤过程中,能更好地促进膜表面浓差极化层的物料混合.     

气液两相流界面波的双平行电导探针测量方法研究

使用双平行电导探针，通过测量气液两相瞬时液膜厚度，来反映气液两相流界面上的波动规律，对经测量系统进行了理论和实验研究，根据界面波的物理特性，设计出一种能够快速准确地测量液膜厚度的电导探针系统，并且提出了一种不受实验条件变化影响的探针标定方法。通过对水平管内空气－水气液两相流分层流界面厚度的测量，证明这种方法是切实可行的。     

单压吸收式制冷系统气泡泵理论模型与实验研究

应用两相流分相模型理论,对单压吸收式制冷系统中气泡泵在绝热弹状流工况下的工作特性进行理论分析,建立了气泡泵的理论模型。并以饱和水为工质,对气泡泵的稳态工作过程进行了实验研究,实验结果与理论分析结果相一致。分析结果表明,气泡泵提升管的两相流流型与气体流量及沉浸比有关;随着气体流量或沉浸比的增加,提升管中两相流流型将发生改变,从而使实验结果与理论分析曲线逐渐偏离;流型的改变只是使液体提升量随气体流量增加的增速减缓,对液体提升量并无抑制作用。分析结果对气泡泵的优化设计提供了理论和实验依据,对单压吸收式制冷机性能的提高具有重要意义。     

电导探针测量气液两相流持液率的研究

文章主要对气液两相流的持液率进行了试验研究,介绍了环状和双平行电导探针的制作、标定和应用特点。试验结果表明,应用环状探针测量气液两相流持液率比双平行探针的测量效果好。并利用电导探针测量系统研究了不同流型下气液两相流的持液率随时间变化的特点、气液两相流的持液率随气、液量的变化特点以及持液率与压力的关系。     

基于声发射技术的气液两相流相含率测量方法

气液两相流动广泛存在于石油、化工、管道运输、核反应堆等领域,利用声发射检测技术的非侵入式优势,对管内两相流动系统的进行无干扰,通过检测气液两相流动噪声,实现气液两相流相含率的测量。通过提取垂直管气液两相流流动噪声信号特征参数,在时域、频域分析方面分辨单相流动与两相流动的差别,研究两相流动的流动机理、流型过渡特性、流动噪声与流动形态之间的关系。在垂直管弹状流流型下,利用重标极差分析法(R/S分析法)对所测得垂直管气液两相流流动噪声进行分析,提取的垂直管两相流声发射信号作为输入量,利用支持向量机回归的方法,克服两相流声发射信号的非线性关系,成功建立相含率测量模型。