电阻层析成像技术在气液(固)多相流动体系中的应用进展

发布时间：2021-09-27 23:53

　　电阻层析成像（ERT）技术具有快速、非侵入性及可视化的特点,优于常规方法及其它层析成像模式,已在气液（固）多相流动体系中得到广泛应用。本工作以气液（固）多相流动体系为研究对象,介绍了ERT测试工作原理,分析了ERT与其它多相流检测技术的特点,综述了ERT在多相流动3个重要特性和过程参数测量中的应用进展,指出了ERT技术应用过程中需要解决的问题（流型辨识的标准化、识别过程参数的准确性、时间分辨率和空间分辨率均衡化等）。ERT作为流体流动的可视化工具,在优化电极阵列、图像重建算法或建立三维（四维）场模型的基础上,提出了工业过程参数动态信息与流体力学数值模拟相结合的模式,可有效验证数学模拟的准确性,延伸了其应用领域。 

【文章来源】：过程工程学报. 2020,20(04)北大核心CSCD

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【部分图文】：

典型ERT测试系统工作原理

Wang等[40]采用双模态电学层析成像技术(ERT-ECT)考察了水平管内油-气-水三相流动体系，研究表明存在分层流、子弹流、塞状流、气泡流和环状流(见图2)。曹常利等[43]应用16电极ERT与ECT的复合阵列传感器，对水-塑料棒(高电阻率物体)体系进行了流型成像测试，通过优化图像重建算法可平衡时间分辨率与空间分辨率。除研究管道流动情况外，Vijayan等[44]研究了内径240 mm的鼓泡塔内压力和表观气速对流型的影响，确定了塔内存在离散气泡流、聚并气泡流和湍流。Fransolet等[45]考察了空气与非牛顿黏性液体体系的变化，发现液体黏度增加可明显促进气泡聚并。Xu等[46]对内径50 mm的喷射泵内两相流快速混合过程中的流型进行了可视化研究，为喷射泵的理论研究和优化设计提供了可靠的理论基础。此外，研究者基于多相流的流型识别技术、信号检测技术及其分析方法，提出了支持向量机、小波网络、数理统计分析、完全可编程和可重构的FPGA等多种分析方法，研究关注点逐渐转向流型形成及过渡机理方向[36]。

Razzak等[53-58]考察了气液固循环流化床(GasLiquid-Solid Circulating Fluidized Bed,GLSCFB)中的颗粒特性(形状、直径和密度)及气体密度对立管截面局部气含率及其分布的影响。Kourunen等[33]研究了机械浮选池中泡沫情况、转子转速和表观气速对气含率分布的影响，验证了ERT方法在不同浮选条件下均能准确估算机械浮选池内的三维气含率分布。Abdullah等[59]测定了鼓泡搅拌釜(Gas-induced Stirred Tank,GIST)内气-液-固混合过程中的气含率及其径向分布，证明了径向浓度梯度的存在。研究者还对不同管道[60]、气液固三相外环流反应器[61,62]、搅拌釜[63,64]、喷射泵[65]、填料塔[66]及煤重介质分离器(LARCODEMS)[67]等多相流反应器中的气泡行为进行了分析。图4 鼓泡塔中电极阵列[50]


本文编号：3410853