气液两相流管内流动噪声信号分析方法研究

发布时间：2020-03-26 21:17

【摘要】：自然界中存在着许多两相流现象。尤其是在工业生产过程中,传热技术原理与气液两相流在现代工业中广泛应用。由于两相流在流动过程中,流动特性和流动结构的复杂多变会产生不同的流动噪声,研究不同流型下的流动噪声实际上对于两相流参数测量、工业系统设计优化起着关键性的作用。本论文利用声发射检测技术,对管内流体流动噪声进行了研究探索。气液两相流的流动噪声信号通常运用声发射检测原理来进行采集,这种方法与其它两相流检测方法相比具有非侵入式的优点,对于内部流场没有干扰,可以进行实时在线检测。本文通过声发射检测系统对管内流体流动特性进行研究。经时域、频域以及WVD分析,单相流体与管壁的摩擦噪声来自低频段,与单相流动状态相比发现,由于两相流动受两相之间卷吸作用力的影响,其流动噪声能量幅值更高,流动过程更为复杂。通过提取垂直管气液两相流流动噪声信号的时域特征参数以及小波能量,运用模糊聚类的分析方法,能在线识别流型,识别率达到100%。通过对所测得垂直管气液两相流流动噪声进行小波和R/S分析,得出气液两相流具有双分形性,在时间序列上既存在持久性又呈现负相关性。细节信号d1,d2,d3三个尺度所对应的高频段信号呈现反持久性,这是由于离散相(气相)与连续相(液相)之间的不规则撞击以及气泡带动水流造成的卷吸作用力造成的。声发射检测系统接收的流体与管壁的摩擦信号对应的是低频段信号,而此信号呈现持久性。小波和R/S分析能直接表征出垂直管两相流的流动特性与流动机理,并对管内流动噪声信号进行解耦。对垂直管两相流声发射信号进行小波分解并提取各尺度能量值作为输入量,利用支持向量机回归的方法成功建立了相含率测量模型。在垂直管弹状流流型下,液相体积含率最大相对误差均不超过6%,泡状流相含率最大相对误差在2.5%以内。证明了声发射和支持向量机回归技术的相结合,对相含率模型建立来说是成功的。
【图文】：

水平气液两相流流型图

垂直气液两相流流型图
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB53

【参考文献】

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本文编号：2601976