采用传播波方程模糊图像处理的气固两相流颗粒速度测量方法

提出了一种基于图像处理技术的气固两相流固体颗粒速度测量方法.通过控制CCD照相机的曝光时间获得颗粒的运动模糊图像,利用传播波方程方法估计出模糊图像的运动模糊长度,并根据透镜成像原理所建立的运动模糊长度与颗粒运动速度之间的联系,最终获得颗粒的运动速度.在小型气固两相流实验装置上进行了大量实验并对数据进行了分析,颗粒速度与用于实验对比的静电方法所得到的结果一致.     

非定常流动中塞式收敛扩张喷管的研究

针对脉冲爆轰发动机的脉动流动特性设计加工了塞式收敛扩张喷管,并对其增推性能和增推机理进行了研究。研究结果表明,塞式收敛扩张喷管可以大幅增加推力,10Hz和15Hz时塞式收敛扩张喷管对发动机的推力增益分别为32.4%和29.52%;塞式收敛扩张喷管扩张段对爆轰室排出的高温高压气体有减压加速作用;塞式收敛扩张喷管塞式结构增加推力壁平台压力值和平台压力持续时间,从而增加发动机推力。     

固体火箭发动机喷管阻尼数值计算方法及规律研究

从声学角度出发,参考稳态波衰减法,综合考虑喷管辐射损失及对流损失,建立固体火箭发动机喷管阻尼声能共振数值计算方法,通过与阻抗管法测量的试验结果对比验证仿真方法,并探究喷管喉径、监测点位置、声源强度及平均压力对喷管阻尼的影响,结果表明:数值计算结果与试验结果吻合较好,表明该研究建立的仿真方法有效;喷管阻尼随喉径的增大而增大,进而使声腔内形成稳定驻波时的压力振幅降低。传声特性分析结果表明:喷管喉径增大,声功率透射系数提高,使喷管阻尼增加;监测点位置及声源强度不会影响喷管阻尼大小,但会影响压力振幅大小;喷管阻尼及压力振幅均与平均压力大小无关。     

烟气轮机内不同粒径颗粒运动规律的数值研究

基于欧拉-拉格朗日模型,对催化裂化烟气轮机内部气固两相流动特性进行数值研究;采用k-ε湍流模型和离散相模型对不同粒径颗粒在烟气轮机内的运行规律进行模拟。结果表明:烟气流道内气相速度和压力的分布是导致固相颗粒与叶片表面发生碰撞和沉积的主导因素;在动叶压力面内,粒径大于5μm的颗粒更容易与叶片表面发生碰撞,且随着粒径的增大颗粒更倾向于和叶片底部发生碰撞。     

颗粒流在螺旋槽径向空气轴承中运动和沉积影响的数值研究

较多的研究集中在螺旋槽空气轴承的轴承参数和其稳定性、承载力的数值关联,以此为设计提供数据支持。随着螺旋槽轴空气轴承的应用范围越来越宽泛,如何使轴承在高温高热、充满烟气的燃烧工况下工作,需要考虑的因素就越来越多。量化分析这些影响因素,是提高设计的关键。螺旋槽轴承启停磨损的脱落颗粒和烟气颗粒,会在精密螺旋槽轴承运行中产生滞留沉积和冲蚀影响,长时间积累,会影响轴承的性能和寿命。基于气固两相流理论,在CFD(computational fluid dynamics)方程中添加欧拉-拉格朗日法的离散相模型,通过对纳维-斯托克斯方程和颗粒物动力平衡求解,研究了颗粒在螺旋槽径向空气轴承中的运动轨迹及沉积规律,量化分析了径向轴承参数和颗粒特征在其构型调整前后对颗粒沉积的影响,为探索螺旋槽径向空气轴承自清洁结构提供了有意义的参考。     

聚合物真实黏度流变仪收缩流道轴向速度场的PIV实验研究及分析EI北大核心CSCD

为研究测量聚合物真实黏度流变仪收缩流道轴向速度分布规律,建立了收缩流道实验模型及实验方案。利用粒子图像测速(PIV)系统拍摄牛顿流体聚丁二烯在收缩流道流场中粒子的图像,利用Tecplot、Origin软件对图像和数据进行分析处理,得到聚合物真实黏度流变仪收缩流道的轴向速度曲线。同时将PIV实验、Polyflow仿真、理论计算结果相比较,发现三者规律基本吻合。证明了从PIV实验中得到牛顿流体聚丁二烯收缩流道速度场的方法是可行的。     

颗粒形状对弯管冲蚀磨损影响的数值模拟研究

为了研究输气管内不同形状固体颗粒对弯管冲蚀磨损特性的影响,预测弯管内壁受到冲击后磨损分布情况,采用计算流体动力学(CFD)来计算气体流动,采用离散单元法(DEM)来计算颗粒运动,其中非球形颗粒采用超椭球模型进行建模,并用切向撞击能量磨损模型(SIEM)来计算弯管磨损。模拟结果表明,在相同气速条件下,尽管不同形状颗粒在管中的运动状态差别不明显,但是对应的管道内壁磨损情况却有很大差异:颗粒越接近方形,造成的弯管最大磨损率越高,磨损严重范围也随之增大,但最大磨损率的位置会趋于稳定;弯管内长椭球颗粒发生滑动摩擦概率更高,扁椭球颗粒发生滚动摩擦的概率更高,这导致了长椭球颗粒对弯管总磨损率高于扁椭球。比较不同气速下颗粒形状对弯管磨损程度的影响,发现升高气速仅会均匀增大弯管磨损,最大冲蚀位置并不会改变。     

循环流化床锅炉内颗粒速度分布的实验研究

为了研究操作参数对循环流化床锅炉内颗粒速度分布的影响,在冷态模型装置上使用PV6A型颗粒速度光纤测量仪、毕托管对循环流化床锅炉炉膛内的颗粒速度进行了测量与分析。结果表明:在流化风速为2.57 m/s、循环质量流率为0.58 kg/(m2.s)、一次风量为2 300 m3/h、二次风量为1 500 m3/h时,循环流化床锅炉炉膛内颗粒浓度分布、压降、流化状态、质量循环都达到一个较稳定的水平,呈现典型的环核分布特征。     

气溶胶颗粒在空调管道内沉降规律的研究

研究气溶胶粒子在管道中的沉积规律,对改善室内空气质量和病态建筑综合症有理论指导作用。本文主要对通风管道影响尘粒沉积的因素,如尘粒粒径、送风风速和管壁粗糙度等进行了探讨。     

圆柱绕流的流场特性及涡脱落规律研究

采用粒子图像测速技术对630、800及950三种雷诺数条件下的圆柱绕流场进行了实验,给出了圆柱下游沿流动方向4倍圆柱直径和垂直方向3倍圆柱直径区域内的速度场、涡量场以及涡脱落现象的时空演化规律.结果表明:圆柱尾流区域位于垂直方向约1.5~2.5倍圆柱直径范围内,随着雷诺数增大,这一范围呈现缩小趋势,而主流对涡的拉伸和输运能力有所增强;涡脱落频率随雷诺数增大而增大,小雷诺数时能够较为完整地捕捉到涡生成、脱落、发展和耗散过程,由于PIV采集频率的限制,大雷诺数条件下涡脱落整个过程不易被完整捕捉到.     

毛细管两相流特性研究进展

毛细管是广泛使用于小制冷装置中的节流元件，主要介绍了毛细管内制冷工质两相流特性的实验研究及理论研究的国内外现状，阐述了目前研究存在的几个问题，探讨了这一领域内研究的几个发展方向。     

离心加速条件下金属液中粒子运动规律的理论分析

建立了金属液中第二相粒子在离心加速条件下的运动规律理论模型,并根据该理论模型分析了影响粒子运动规律的因素。结果表明,随时间延长,粒子由内向外移动的距离、速度都增大,呈指数变化。粒子直径越大、密度越大、转速越高,在同样时间内,粒子移动的距离越远。在传输过程中,不但有因尺寸不同引起的粒子追逐现象,而且有因密度不同引起的追逐现象,该现象是引起粒子碰撞、聚集及尺寸大(或密度大)粒子偏聚到试样外侧的主要原因。为减少粒子运动过程中的追逐、碰撞及由此引起的粒子聚集和不稳定流动现象,采用尺寸一致的同种粒子是非常必要的。径向上初始位置不同的两个粒子,其间距随时间延长逐渐增大。如果在径向一条直线上有多个同间距的粒子,离心移动一段时间后,虽然任意两相邻粒子的间距比开始态增大,但各相邻粒子间距在新的时刻仍是相等的。粒子最终在试样中的梯度分布,是粒子从靠近型壁处向内沉积及金属熔体冷却降温、粘度增大和凝固共同作用形成的。      

冷却塔内两相流流态辨识方法研究

提出了一种基于模糊聚类分析和神经网络辨识冷却塔内两相流流态的新方法。借助聚类分析方法所得的结果和获得的隶属度,利用神经网络进行流态辨识。结果表明:这种方法具有较高的精度和运行速度,为实现冷却塔实时控制提供了一种有效的手段。     

气液两相流阶跃脉冲瞬变过程数值计算

构建了气液两相流动的半经验波动模型，用特征线法对绝热管中初始空泡分布为阶跃脉冲的气液两相流动过程进行数值计算，研究脉冲空泡分布的流动稳定性。计算表明，脉冲空泡场具有色散波特征，存在不稳定的行波解。阶跃稳定域由阶跃初始值、终了值以及漂移通量特性决定。     

HL—1M装置注入和加热实验的流速与电场测量

利用马赫－郎缪尔探针组研究了ＨＬ－１Ｍ装置刮离层和边缘等离子体流在欧姆放电、中性束注入、低杂波注入、离子回旋加热和电子回旋加热等情况下的极向流速、径向电场和极向电场的变化与分布,研究并讨论了它们对降低边缘粒子径向传输和改善等离子体约束性能的影响。