基于符号动态滤波的气液两相流流型识别

发布时间：2020-09-10 13:56

　　 两相流动过程中不同介质的分布形态称为流型,气液两相流系统的流型是表征其流动特性的重要参数之一。气液两相流流型识别对石油和化工等工业生产安全性具有重要作用。目前,基于数学模型的流型识别技术成为了主要的发展趋势。本文提出了一种基于符号动态滤波的流动特性软测量方法,为气液两相流的流型识别提供了新的思路。本文主要内容如下:(1)设计并制作了垂直透明超声测量管道,选用满足测量需求的仪器搭建了一套垂直上升气液两相流实验装置,并针对纯水、泡状流、弹状流和环状流四种流型进行了实验;(2)重点阐述了符号动态滤波理论,介绍了符号动态滤波方法的分析步骤,对四种流型的实验数据进行了处理和分析,分别对同种流型以及不同流型对应的基准状态转移矩阵进行相似度测量,以表征不同流型下两相流波动的差异情况,认为同种流型下得到的状态转矩阵之间较为相似,而不同流型下的基准状态转移矩阵之间的相似度较低,从而为流型识别提供了依据;(3)针对识别模型分析比较了不同阈值下的符号集大小为4、5和6三种模式,得到阈值为0.2,对应的符号集大小为5时,流型判别的正确率达到最高。同时,为了提高流型识别的正确率,还增大了训练集数量,使流型识别率达到92%。同时选用功率谱密度分析法与符号动态滤波法进行流型识别性能比较,验证了后者的流型识别正确率要高于前者。
【学位单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O359
【部分图文】：

垂直下降管中的流型

从而设计出能代表每个流型的流态图，以此达到流法是一种早期的流型识别方法，它使用范围有一定的限度上的要求，因此很难应用于工程中。通常分别使用气速度作为坐标轴的横纵坐标来构造流型图，以水平管的，如图 1.2 所示。

超声气液两相流流型识别实验系统流程图如图 3.1，主要由信号发生模块、气/水源模块、测量模块和数据采集模块四个模块组成。其中，信号发生模块包括信号发生器、功率放大器，气/水源模块包括气泵、水箱、调节阀和流量计，测量模块包括透明管道和一发一收式的超声换能器，数据采集模块包括示波器、数据采集卡和 PC 上位机。信号发生器产生一个激励信号，经过功率放大器放大后传到超声换能器的发射端，由此生成超声信号注入到垂直管道中。同时，打开调节阀，根据调节阀的开度调整气泵和水箱分别注入到垂直管道的气液两相流量。在垂直管道的另一端，由超声换能器的接收端接收超声波信号，在连接示波器观测波形的同时，连接数据采集卡并将接收到的数据上传至 PC 上位机。

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李U_香;袁树柏;姜自银;马艳;;在线流型识别技术评述[J];今日科苑;2009年08期

2 李US香;张强;穆俊祥;李华中;;在线流型识别技术评述[J];青海石油;2009年01期

3 孙奇,胡军,赵华,杨瑞昌,蒋序伦;光学探针测点位置对受热工况两相流流型识别的影响[J];核动力工程;2003年06期

4 白博峰,王忠勇,郭烈锦,张西民;多相流流型识别技术与系统开发[J];西安交通大学学报;2003年03期

5 叶书艳;徐强;郭烈锦;陈艳双;陈琦禺;;基于压力特性的管内蒸汽射流凝结流型识别[J];工程热物理学报;2019年02期

6 姜俊泽;张伟明;王志明;;气液两相管流流型识别理论研究进展[J];后勤工程学院学报;2010年04期

7 孙斌;段晓松;周云龙;;双谱核主元分析在气液两相流流型识别中的应用[J];化工学报;2009年04期

8 贾艳宗,马沛生,王彦飞,何翠英;环流反应器参数测量和流型识别的研究进展[J];化学工业与工程;2004年05期

9 宋情洋;刘铁军;陈宜倩;;符号动态滤波的气液两相流流型识别[J];中国计量大学学报;2018年03期

10 金宁德;陈万鹏;;混沌递归分析在油水两相流流型识别中的应用[J];化工学报;2006年02期

相关会议论文 前10条

1 孙庆明;温兴柔;徐祥;张博;Ba di;;基于希尔伯特-黄变换与复杂网络的气液两相流流型识别[A];高等学校工程热物理第二十届全国学术会议论文集——热流体力学专辑[C];2014年

2 李志彪;吴应湘;;射线衰减法在水平气液两相流动流型识别中的应用[A];2007年度海洋工程学术会议论文集[C];2007年

3 陈永国;田子平;缪正清;熊天柱;李俊;;时频分析在循环流化床流型识别中的应用[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年

4 卢佩;詹金良;;基于小波变换和模糊融合技术的流型识别方法研究[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年

5 沈莹;谭超;刘伟玲;董峰;;截面多电导与超声多普勒融合的油水两相流型识别[A];第36届中国控制会议论文集（D）[C];2017年

6 卢佩;侯北平;;基于信息融合的两相流流型识别[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集（上）[C];2001年

7 孙斌;周云龙;洪文鹏;;几种改进BP算法在气液两相流流型识别中的比较[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年

8 罗彤;金宁德;王金祥;;基于混沌动力结构突变检测方法气液两相流流型识别[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年

9 罗彤;金宁德;王金祥;;基于混沌动力结构突变检测方法气液两相流流型识别[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文摘要集[C];2007年

10 周云龙;陈飞;张学清;孙斌;;基于图像小波变换的气液两相流型识别[A];高效 清洁 安全 电力发展与和谐社会建设——吉林省电机工程学会2008年学术年会论文集[C];2008年

相关博士学位论文 前5条

1 王晓萍;基于现代非线性信息处理技术的气固流化床流型识别方法与实验研究[D];浙江大学;2004年

2 李洪伟;基于数字图像处理技术的气液两相流型识别与演化规律研究[D];华北电力大学;2012年

3 许燕斌;基于电阻成像技术的水平管气液两相流研究[D];天津大学;2009年

4 韩骏;小波熵与小波网络在多相流参数测量中的应用研究[D];天津大学;2010年

5 姚秋萍;动载作用下管内气（汽）—水两相流动及其沸腾换热研究[D];南京航空航天大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈宜倩;基于符号动态滤波的气液两相流流型识别[D];中国计量大学;2018年

2 崔建军;两相流流型识别的特征提取方法研究[D];青岛科技大学;2018年

3 尹洪梅;基于熵分析棒束通道气液两相流型识别及动力学特性分析[D];东北电力大学;2017年

4 程旭丽;气液两相流流型在线识别系统[D];东北电力大学;2006年

5 陈雅群;基于神经网络的竖直矩形细通道内沸腾换热汽液两相流型识别研究[D];山东大学;2011年

6 刘玉东;基于复杂网络理论的双接触式气液两相流流型识别研究[D];华北电力大学;2017年

7 陈静静;基于ESMD与支持向量机的气液两相流流型识别[D];中国石油大学(华东);2015年

8 张华;基于支持向量机的电阻层析成像系统流型识别研究[D];哈尔滨理工大学;2008年

9 衣华磊;水平管油气水三相流流型识别与压降计算研究[D];中国石油大学;2007年

10 武仁杰;油水两相流相含率多传感器融合估计[D];天津大学;2017年

本文编号：2815905