基于LIF的竖直向下环状流液膜流动结构与特性研究

发布时间：2022-08-07 17:03

　　环状流作为气液两相流的一种重要流型,其液相流量较小,流动过程动力消耗少并且具有良好的传质传热特性,已被广泛应用在化工、能源、冶金、航天等领域。准确测量其各项特征参数对于研究其流动机理具有重要意义。激光诱导荧光（LIF）是一种非侵入、高时空分辨率的多相流诊断技术。本文基于激光诱导荧光技术,对沿管道轴向截面的竖直降膜和竖直向下的气液环状流液膜进行了测量。针对竖直降膜和气液两相环状流液膜,分别在不同液相雷诺数和不同气液相表观流速点进行了时空流动结构分析。对于沿管道径向截面的周向液膜,本文设计并分析优化了虚拟双视角视觉传感器,增大了周向液膜的有效测量视角。同时,利用优化的传感器进行了实际液膜测量。具体工作包含以下内容:1、在分析国内外环状流液膜测量技术基础上,采用激光诱导荧光技术对液膜进行非侵入、场测量。提取出不同液相雷诺数下的竖直降膜特征参数,并与国内外关于竖直降膜的经典研究模型进行对比分析。通过时频域及重建的液膜时空流动结构图像对液膜的流动波动状态及流动机理进行研究和分析。2、针对气液两相环状流,采用激光诱导荧光技术在不同气液相流速点对竖直向下管段内的环状流轴向液膜进行了测量分析。提取液膜... 

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 气液环状流概述
    1.2 课题研究背景意义
    1.3 气液环状流测量技术现状
    1.4 课题研究主要内容和创新点
    1.5 本文的章节结构
第2章 竖直降膜时空流动结构分析
    2.1 基于LIF的液膜测量原理
    2.2 轴向竖直降膜测量
        2.2.1 实验装置与测量系统
        2.2.2 轴向液膜图像处理
    2.3 液膜典型流动特征
        2.3.1 液膜厚度
        2.3.2 扰动波波速
        2.3.3 概率密度函数
        2.3.4 功率谱密度函数
    2.4 竖直降膜时空流动结构及特性
        2.4.1 轴向液膜平均厚度特性
        2.4.2 轴向液膜扰动波流速特性
        2.4.3 轴向液膜厚度波动特性
        2.4.4 轴向液膜时空流动结构
    2.5 小结
第3章 竖直向下环状流时空流动结构分析
    3.1 气液两相环状流实验装置
    3.2 气液两相环状流液膜测量
    3.3 环状流时空流动结构及特性
        3.3.1 环状流液膜厚度特性
        3.3.2 环状流液膜波动特性
        3.3.3 环状流时空流动结构
    3.4 小结
第4章 管道内周向液膜测量传感器优化
    4.1 周向液膜测量技术现状
    4.2 虚拟双目视觉测量原理
    4.3 传感器设计优化
        4.3.1 周向液膜测量视角分析
        4.3.2 传感器参数优化
        4.3.3 管壁折射对测量视角影响
        4.3.4 传感器视角测量
    4.4 环状流周向液膜测量
    4.5 小结
第5章 总结与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3670704