加压气液鼓泡塔的CFD数值模拟与ERT实验验证

在内径0.3 m,高6.6 m的加压鼓泡塔内,采用计算流体力学(CFD)数值模拟与气泡群平衡模型(PBM)耦合法进行塔内流体力学模拟,并将数值模拟结果与基于电阻层析成像技术(ERT)的实验结果对比分析,将通过ERT实时采集的横截面气含率分布和时间序列图与模拟结果进行比较。结果表明:ERT技术测量结果与CFD计算结果吻合良好,能很好地表示鼓泡塔内气液流动状态,进一步表明ERT技术对加压鼓泡塔内气液两相流进行可视化与实时测量是可行的。     

应用电容层析成像对多相流的动态可视化(英文)

Identifying the flow patterns is vital for understanding the complicated physical mechanisms in multiphase flows.For this purpose,electrical capacitance tomography(ECT) technique is considered as a promising visualization method for the flow pattern identification,in which image reconstruction algorithms play an important role.In this paper,a generalized dynamic reconstruction model,which integrates ECT measurement information and physical evolution information of the objects of interest,was presented.A generalized objective functional that simultaneously considers the spatial constraints,temporal constraints and dynamic evolution information of the objects of interest was proposed.Numerical simulations and experiments were implemented to evaluate the feasibility and efficiency of the proposed algorithm.For the cases considered in this paper,the proposed algorithm can well reconstruct the flow patterns,and the quality of the reconstructed images is improved,which indicates that the proposed algorithm is competent to reconstruct the flow patterns in the visualization of multiphase flows.     

基于SA-ELM的声学层析成像温度分布重建算法

在化工领域中,获取准确的温度分布信息具有极其重要的意义。声学层析成像（AT）具有非侵入传感、廉价等优点,因而被认为是一种具有广阔发展前景的可视化温度分布测量方法。将AT用于温度分布测量,提出一种SA-ELM算法改进重建质量。首先,利用稳健估计建立了基于L1范数的目标泛函,采用模拟退火算法（SA）对目标泛函进行求解,得到粗网格下的温度分布;最后,采用极限学习机（ELM）来预测经细化网格后的温度分布。数值仿真和实验研究途径评估该方法的可行性与有效性,结果表明SA-ELM算法能够有效提高温度分布重建质量和鲁棒性,从而为AT反问题的求解提供了一种新的有效方法。     

基于ERT技术的硫酸钡颗粒形成过程研究

采用电阻层析成像技术（ERT）实时监测反应器内横截面电导率变化,进而考查络合法形成球形硫酸钡颗粒的过程中溶液电导率变化趋势。在拟均相条件下,根据ERT实时监测、采集、分析硫酸钡颗粒生成过程中电导率变化情况,得出电导率变化曲线,并采用扫描电子显微镜方法观察随着反应时间变化硫酸钡颗粒的形态变化情况。实验结果表明,使用ERT监测电导率变化可以得出不同浓度条件下电导率变化趋势及其浓度条件下的最适宜反应时间,并验证了采用电阻层析技术（ERT）对研究硫酸钡颗粒的形成具有较高的灵敏度,可用于研究硫酸钡颗粒的形成最适宜时间;用扫描电子显微镜观察络合法合成硫酸钡最开始形成一种梭型颗粒,随着钡离子的缓慢释放,硫酸钡颗粒不断生长,最终得到粒度均匀、分散性良好的球形硫酸钡颗粒。     

基于ERT技术的混凝土渗透无损检测

为了更准确地对混凝土渗透进行检测,使用电阻层析成像(ERT)技术对设计的混凝土渗透试件进行检测。通过开发的图像评价模块综合主客观因素分析试验结果可得,ERT方法可以对混凝土渗透状况进行可视化处理,能定性分析渗透区域的范围。研究可以为混凝土渗透无损检测提供一种新的角度与方法。     

基于ERT的可视化压力测量方法

针对现有力触觉传感器价格昂贵、制作工艺复杂等缺点,提出了一种以导电硅橡胶材料为测量单元,结合电阻层析成像(ERT)技术的可视化压力测量方法。分析了导电硅橡胶材料的导电机理和导电硅橡胶材料所受压力与电阻之间的关系;对导电硅橡胶材料在不同激励方式下敏感场的电势分布进行了仿真,对比了材料电导率不同时测量电压的变化;搭建了可视化压力测量平台,对测量单元在不同区域、不同压力作用下的测量结果进行了验证。试验结果表明：压力为0～10 N时,可视化测量效果明显,并且能够实现整个测量区域的实时压力测量。相比于传统的触觉传感器,该压力测量方法无需多个传感器阵列,具有结构简单、结果可靠、成本低、可视化等特点。     

微波层析成像技术及其算法概述

介绍微波的特点及微波无损检测的优势,着重介绍微波层析成像技术及几种有代表性的图像重建算法,如局部形状函数法、变形波恩迭代法、有限元共轭梯度迭代法和-ωk算法。微波层析成像是微波无损评价技术与逆散射成像算法相结合的检测技术,是结合微波技术、电子技术和计算机数字处理技术的高科技检测手段,各种不同的成像算法各有不同的特点,是高性能成像系统的一个最重要的环节。     

地震波层析成像探测技术与水平定向钻拉管技术在地下障碍物探测中的应用

顶管施工属于非开挖施工方法,是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术,该项技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。但是,在顶管施工过程中一旦遇到地下障碍物,将导致顶管顶力突然增大,顶管顶进方向偏离设计轴线,严重影响顶管施工的顺利进行。福州市某污水顶管施工需要穿越河道,通过前期资料收集发现,河道两侧可能存在护岸抛石等地下障碍物。为了查明护岸抛石的分布情况,综合应用了地震波层析成像探测技术与水平定向钻拉管技术进行探测,既为后期顶管施工的顺利进行提供了参考依据,又降低了探测成本,提高了探测效率。     

粉煤密相气力输送流型

基于电容层析成像技术对粉煤密相气力输送系统的流型进行了研究,获得了水平管和竖直上升管粉煤密相气力输送系统的典型流动形态。研究结果表明,水平管输送时的流型随时间复杂多变,典型流型有满管流、沉积层流、悬浮流等;统计分析发现,随表观气速不同,存在明显的主导流型;结合固相速度及管道压力信号分析,展示出其与流型之间存在一定的对应关系,进一步证实了密相气力输送系统的不稳定性特征。对竖直上升管的ECT测试结果表明,输送流型为环核结构。     

三维电容层析成像传感器优化及循环流化床提升管轴向流动成像

由于多相流流动的复杂性和不透明性,对气固两相流循环流化床提升管轴向行为研究一直是亟待解决的难题。本文采用八截面三十二电极的三维电容层析成像（ECT）传感器,每个截面包含4个电极,分析了在不同轴径比（轴向长度与传感器内径之比）和不同电极覆盖率下的成像情况。仿真结果表明,当轴径比为8.3、电极覆盖率达到69%时,在保证成像质量的情况下达到最大的轴径比。开发了一套32通道的三维ECT数据采集系统用于流化床提升管流动成像,成像速度为每秒120帧。成像结果表明,当流化气速U_f为2.34m/s时,段塞流在加速上升到一定高度后,由于气速和颗粒速度差降低带来的曳力减小而破裂。本系统可以有效揭示循环流化床（CFB）的三维动态特征。