基于动态散斑的颗粒流模式转变机理研究

颗粒流模式转变的研究具有重要的理论和现实意义,以滚筒内的颗粒流作为研究对象,采用动态散斑测量法研究了颗粒流的间歇崩塌和连续流动2种模式之间的转变机理。目的是利用动态散斑方法对滚筒颗粒运动进行研究,并尝试从两种状态持续时间的概率分布上对其转变机理做出阐述。通过CCD相机得到散斑图像,对散斑图像做对比度分析得到滚筒内颗粒运动速度跟时间的图像,进而提取出崩塌时间、连续时间、崩塌持续时间、崩塌间隔时间,并对其进行分布统计、曲线拟合、结果显示,两种状态转变不是突变性,而是存在一个2种状态共存的过渡状态,并且是随着各自的存在概率变大或者变小而逐渐地稳定下来。     

基于激光在线测量滚筒内颗粒流崩塌角新方法

使用图像法测量崩塌角存在测量标准差大的问题(0.5左右)。为了解决这个问题,采用一种新的基于动态散斑对比度的崩塌角在线测量方法和系统进行了理论分析和实验验证。当激光照射到滚筒内运动的颗粒上,在远场形成动态散斑,利用线阵CCD相机得到散斑随时间变化图像,通过分析散斑图像的对比度计算出颗粒流的速度波动,再找出两次崩塌的间隔时间,最后利用转速乘以间隔时间就可以得到崩塌角。实验中采用粒径为1mm~1.25mm的玻璃珠,分别采用动态散斑法和图像法测量了不同转速下的休止角的数据。结果表明,动态散斑对比度崩塌角在线法时空分辨率高,测得数据的标准差较小、重复性好、数据拟合的确定系数高。这一结果对滚筒内颗粒流的在线测量和科学研究是有帮助的。