基于图像法的平底喷动床内气固两相流体动力学研究

发布时间：2020-07-07 13:34

【摘要】：空隙率是气固两相流系统中的重要参数之一,了解流化床内空隙率的分布特性,对揭示两相流流型转变与流速测量机理具有重要作用。本文利用图像二值化方法来处理实验获得的图像,并且采用matlab编程实现空隙率的测量,从微观的角度分析空隙率对喷动流化床内颗粒流动特性的影响。重点研究了表观气速、喷口数量和颗粒直径对空隙率分布的影响,结果表明,增大表观气速会促使床层底部的稀相区变大,床层的膨胀高度增加,空隙率也会随之增大。增大颗粒粒径会增大最小临界流化速度,所以在小粒径颗粒达到流化状态后,相同风速下流化床内颗粒粒径增大,床内喷动区空隙率减小比较明显且未呈现明显的流化状态。相同条件下,与单喷口相比双喷口在床层底部附近存在合并射流,同时颗粒能到达的高度也明显增加,底部两侧停滞区面积减小。此外,本文结合对空隙率的分析,提出了一种新的表征流化床内流化状态的参数——流化指数,它能比较直观地表示出床内颗粒的流化状态。本文主要通过对气泡产生过程的分析,研究气泡相的流体动力学特性,深入了解流化床内空隙率径向和轴向不均匀性。将通过图像法得到的实验数据进行分析比较,结果表明气泡和空隙率之间存在相互影响。气泡从产生到长大再到破裂的过程中始终伴随着空隙率的变化,从气泡的角度来分析空隙率在喷动床内的分布,可以更加直观的观察空隙率在床内的分布特性。此外,针对喷动床内两相流的流动特性,提出两种软测量方法即多元线性回归和支持向量机方法。在建模过程中考虑了各个参数对颗粒流动的影响,确定了辅助变量和数据预处理的方法。结果表明,通过对数值模拟中参数的数据预测,相较于支持向量机的方法,多元线性回归法的预测结果更为准确。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O359
【图文】：

喷动流化床现场布置图

CAD绘制喷动床内组件

喷动床床体

【参考文献】

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本文编号：2745177