气固两相流参数图像法检测及气泡行为研究

发布时间：2017-04-21 15:08

  本文关键词：气固两相流参数图像法检测及气泡行为研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为多相流的重要形式之一，气固两相流广泛存在于工业生产和日常生活中。气固两相流中存在气相和固相之间的相互作用，，其流体流动特性的复杂多变，从而导致两相流参数检测难度较大。因此，检测气固两相流参数对了解气固两相流流动的机理，知道相关设备的设计和运行具有重要意义。 本文利用高速摄影法获得了稀相和浓相气固两相流图像，并详细介绍了对图像进行的预处理方法。 本文利用数学公式计算出稀相气固两相流参数分布规律。数据结果表明：浓度和混合比随着垂直高度的增大而降低，空隙率整体变化不大，稀相气固两相流的混合比变化灵敏度高。本文从纵向、横向及截面积三个方向分析了稀相气固两相流固相含量变化规律，并且针对四种经典流型讨论了固相含量的分布情况，发现体积含固率可作为稀相气固两相流流型的一种判断参数。 本文利用图像处理技术得到了浓相气固两相流中气泡参数分布规律。本文对气泡形状进行定性和定量分析，得出固相颗粒越大，气泡越易呈现细长型的结论。通过对气泡上升、聚合以及分裂三个阶段进行分析，发现气泡上升时的轨迹大多数呈现一定的螺旋上升特性，以及气泡面积的变化规律。通过对气泡运动特征参数的分析研究，为深层次的研究气泡的行为机理以及流化床流态化过程提供了有力的条件。
【关键词】：气固两相流 图像处理技术 颗粒参数 气泡行为
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.41;TK12
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目录9-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 气固两相流参数检测研究现状和发展综述12-14
• 1.2.1 分相含量检测的研究现状和发展综述12-13
• 1.2.2 气固两相流气泡行为研究现状和发展综述13-14
• 1.3 数字图像处理技术在两相流领域中的应用14-15
• 1.4 本文的主要研究内容15-17
• 第2章 气固两相流颗粒和气泡运动图像的采集17-23
• 2.1 高速摄影系统17-18
• 2.1.1 高速摄影机的选取17-18
• 2.1.2 照明系统的选择18
• 2.1.3 图像拍摄方式的选择18
• 2.2 实验系统与实验步骤18-20
• 2.2.1 实验系统18-19
• 2.2.2 实验步骤19-20
• 2.3 图像采集20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 气固两相流图像处理过程23-36
• 3.1 图像去噪23-26
• 3.1.1 常见的图像噪声23-24
• 3.1.2 常见的图像去噪方法24-26
• 3.2 纠正不均匀光照26-27
• 3.3 图像二值化27-30
• 3.3.1 Otsu 法27-28
• 3.3.2 迭代法28-30
• 3.4 粘连颗粒分割30-35
• 3.4.1 基于凹点分类的分割算法30-31
• 3.4.2 基于数学形态学分割算法31-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 稀相气固两相流流动图像特征分析36-49
• 4.1 固体颗粒标号36-38
• 4.2 参数计算38-40
• 4.3 实验结果分析40-48
• 4.3.1 图像检测单位标定40
• 4.3.2 稀相气固两相流混合比和空隙率的实验结果分析40-44
• 4.3.3 稀相输出时固相含量分布44-47
• 4.3.4 不同流型的固相含量分布47-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第5章 浓相气固两相流气泡行为研究49-65
• 5.1 气泡参数计算49-50
• 5.2 气泡上升过程中的行为分析50-57
• 5.2.1 气泡形状50-55
• 5.2.2 气泡的运动轨迹55-56
• 5.2.3 气泡面积的变化56-57
• 5.3 气泡聚合过程中的行为分析57-59
• 5.3.1 气泡形心位置的变化57-59
• 5.3.2 气泡面积的变化59
• 5.4 气泡分裂过程中的行为分析59-64
• 5.4.1 气泡形心位置的变化59-63
• 5.4.2 气泡面积的变化63-64
• 5.5 本章小结64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-71
• 攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文71-72
• 致谢72

【参考文献】

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本文编号：320599