基于离焦成像的粒子轨迹测速

提出将离焦成像与粒子轨迹测速相结合,分别针对直线型和曲线型粒子轨迹,构建了离焦特征参数σ的识别算法,形成了用于三维速度测量的离焦粒子轨迹测速(DPSV)方法.该方法基于粒子图像离焦特征参数σ沿运动轨迹线的线性变化假设,通过拟合粒子图像的灰度分布来识别σ,从而获得粒子深度信息.在直线轨迹拟合的基础上,进一步采用圆弧拟合处理湍流实验中常见的弯曲轨迹图像.形成了相应的图像处理流程,并采用仿真图像验证了参数识别的准确性,在本文实验装置的噪声水平下相对误差为9.4％左右.采用LED光源和5μm孔径光阑组成的发光点进行模拟实验,验证了深度位置z与σ的线性关系.最后,将DPSV技术应用于射流流场,得到了三维速度分布.     

消光起伏自相关频谱法颗粒测量技术

消光起伏相关频谱法(TFCS)是一种新的颗粒测量方法。采用一束窄光束照射两相流系统,照射区中颗粒浓度的起伏所导致的透射光起伏信号中包含了颗粒的粒径和浓度信息,对光束的透过率信号作相关处理得到消光起伏相关频谱,可用来同时测量两相流中颗粒的粒径分布和体积浓度。由于在测量原理和结构上非常简单,这种方法可用来实现在线、实时测量。本文介绍消光起伏自相关频谱的测量原理,并给出部分实测结果。     

小角前向散射激光测粒仪中折射率对测量结果的影响

在经典Mie散射理论基础上,利用POWELL反演方法研究了小角前向散射激光测粒仪中输入折射率对测量结果的影响。对于输入折射率与待测颗粒实际折射率没有偏差的情况,数据处理导致的测量误差在0.002%之内;而对于两者存在偏差的情况,当输入折射率在(2.0,4.0)范围内时数据处理误差较小,输入折射率在(1.1,2.0)范围内时数据处理误差显然较大。从而得到结论:在测量过程中应尽可能输入与颗粒实际折射率一致的数值;当无法确知颗粒实际折射率时,比较可靠的办法是适当选择一个大于2.0的数值作为输入折射率进行数据处理     

高含气率油气水多相流流量计算模型研究

针对目前截面含气率超过80%的油田多相流流量计量中普遍存在的总质量流量和分相流量计量精度低等问题,利用经典文丘里流量计和相参数传感器在多相流实验装置上对油气水三相流流量计算模型进行了研究,改进了传统的文丘里多相流计算模型,建立了基于干度和滑速比的高含气率多相流流量计算模型。实验结果表明,本文提出的高含气率下多相流流量计算模型具有较高的精度,从而为现场高含气率多相流计量提供了一种新的方法。     

1000 MW超超临界机组煤粉在线监测技术研究

超超临界机组锅炉煤粉管道和磨煤机的运行状况对电厂的安全经济运行有着重要的影响,但一直缺少有效的监测手段.基于光脉动法对煤粉浓度和细度进行了测试,并利用互相关原理测试了煤粉速度.研制了煤粉在线监测系统,对山东邹县发电厂1000 MW超超临界机组对冲燃烧锅炉48根煤粉管道内煤粉浓度、细度以及速度参数进行了在线测试.实验结果表明,研制的监测系统能够对上述参数进行实时准确测量,实现了对磨煤机的工作状态以及锅炉炉膛内火焰燃烧均衡状况的评估,从而为机组的安全稳定运行提供了重要依据.     

射流卷吸微米级结构的图像可视化研究

运用单帧单曝光图像法(SFSEI)对圆管射流的卷吸结构进行了图像可视化研究。单帧单曝光图像法不同于粒子图像测速法(PIV),它是采用相对较长的单次曝光进行拍摄以获得示踪粒子的运动轨迹。实验记录了从射流开始到观测区域内卷吸的形成过程。流场图像的空间大小为6.36 mm×3.97 mm,空间分辨率达到5.3μm×5.3μm。图像记录了射流卷吸产生的精细涡结构,其尺寸分布从几十微米到几百微米。本文的实验结果有助于理解射流的卷吸机理,也表明单帧单曝光图像法可以应用于观测微米级的流动结构。     

光全散射法颗粒测量中的一种自适应非独立模式算法

光全散射颗粒测量法中需求解第一类Ｆｒｅｄｈｏｌｍ积分方程。在不知道被测颗粒的尺寸范围的情况下如何确定积分方程的上下限、即测量范围，迄今仍是个问题。本文针对此问题提出了一种自适应非独立模式算法。该算法可根据双参数颗粒分布函数的分布参数Ｋ自动确定积分的上下限．数值模拟和实验都证实了此算法。     

竖直椭圆管内降膜波动的实验研究

一、前言 降膜流动广泛出现在化工,动力,制冷等工业设备中,它的流动特性对传热传质过程有很大影响。多数情况下,各种降膜表面都会有波动产生,这是导致努谢尔特理论解与实验结果不符的主要原因之一。对倾斜平板上降膜的理论与实验研究目前进行的较多。但对类似椭圆管表面存在周向表面张力梯度,具有横向流动的降膜波特性则研究的较少。本文采用电阻法测量了竖直椭圆管内降膜的波动特性。实验结果用随机过程理论和频谱分     

混合弹性颗粒体系声衰减数值模拟

采用概率统计方法——蒙特卡罗方法,建立一种预测液固两相体系中混合弹性球形颗粒声衰减的理论模型。在单颗粒声散射和吸收的基础上,将连续超声波抽象离散化为大量独立的声子,追踪声散射过程,通过统计接收器探测声子数最终确定声衰减系数。采用数值方法对单一球形颗粒的液固两相体系中声衰减进行预测和比较,确定了该方法的可行性后将该方法推广到混合颗粒体系中,对玻璃微珠/铁粉构成的混合颗粒及多分散混合颗粒体系进行数值研究。结果表明:在体积浓度低于10%时,蒙特卡罗法预测得玻璃微珠或铁粉颗粒声衰减和ECAH,Lloyd和Berry,Waterman等建立的模型结果吻合。对于混合颗粒构成的两相体系,算例中,随着体积浓度增大到10%,声衰减系数随混合颗粒数目比的变化呈现出了非线性的变化,同时颗粒物性也会影响不同组分颗粒对声衰减的贡献,算例中铁粉颗粒比玻璃微珠对声衰减的影响更大。