小通道泡状流和段塞流相分布光学检测研究

发布时间：2024-04-13 17:13

　　小通道气液两相流广泛存在于能源、石油和化工等领域,针对该流动过程的参数检测研究不仅可以为工业生产的安全、高效运行提供支持和保障,还可以为科学研究和理论建模提供有效的数据来源。然而,由于小通道流动过程本身的复杂特性,现有的气液两相流参数检测方法仍然有待完善。本文基于光学检测技术与几何光学原理,对小通道泡状流和段塞流的相分布测量方法进行了研究。本文的主要工作内容和创新点如下:1.设计并搭建了一套适用于小通道气液两相流的光学检测系统。该系统采用两束片状激光分别从水平、竖直方向垂直照射被测管道,同时,采用两片高速CMOS传感器测量经气液两相流折射后产生的光强分布,通过光强分布信息实现小通道气液两相流的相分布测量。2.提出了 一种适用于小通道泡状流和段塞流的相分布测量新方法。首先,采用中心位置及半轴长度可变的椭圆近似描述泡状流和段塞流的截面相分布(记相分布参数为(x,y,a,b)),并基于几何光学原理计算片状激光束经过气液两相流后产生的光强分布。然后,提取光强分布特征量并分析其与相分布参数(x,y,a,b)之间的关系,在此基础上,建立小通道泡状流和段塞流的相分布测量模型。最后,利用最小二乘方法对...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１小通道段塞流典型流场分布［６９】??

环这种流动特性使得小通道气液两相流具有了较高的传热??效率。??Ｌｉｑｕｉｄ?ｆｉｌｍ??／?Ｃｈａｎｎｅｌ?ｗａｌｌ?ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，?８?｜?５ｍｊｎ??Ｑ?Ｌｉｑｕｉｄ?广二—Ｂｕｂｂｌｅ?Ｑ??■暑－二＜???—?－－－－－?、?？?ｉ?，７?ｉ?？?Ｄ??—二：午?....

图２．２小通道气液两相流实验测量装置示意图??（２）光学检测系统??光学检测系统用以实时测量气液两相流流动过程中的光强分布数据

?第二章技术路线与实验装置???Ｉ岌???Ｉ?？??ｍ??塚?赃?漏??＿Ｊ?嚷?１?議??妪??ｔ?栳傘??３＝??八??１ＳＫ－，?＾?：ｍＫ?￣??賴厂?链「??＊ｋ?－ｔ?Ｖ?？??Ｉ?＾ｒＪＬ｜?）ｇ?Ｐ１－．?旧??ｉｉ?ｉ?？?ｉ?ｒ?ｉ?１１１??Ａｍ?ｗｍａｍｍ....

图２．３内径４．?８２ｍｍ的管道内观测到的典型流型??

?浙江大学硕士学位论文???２．４典型流型??本文在所设计并搭建的小通道气液两相流光学检测装置上开展了实验，在内??径、外径分别为４．８２ｍｍ、７．０２ｍｍ的有机玻璃管道中观测到了泡状流、段塞流、??波状流和环状流四种典型流型。??

图３．１光学检测系统光路示意图??本文设计并搭建了一套适用于小通道气液两相流的光学检测系统，其测量光??

?第三章基于几何光学原理的相分布测置模型???第三章基于几何光学原理的相分布测量模型??引百??本章首先介绍了光强分布的机理研究内容，包括光学检测系统、光学仿真与??分析、光强分布计算原理以及验证性实验；然后，介绍了光强分布特征的提取过??程，并阐明了采用该特征量的合理性；接下来....

本文编号：3953366