气液两相流中连续液相特征参数测量与分析

发布时间：2018-07-07 16:52

  本文选题：气液两相流 + 高速摄影　； 参考：《天津大学》2016年硕士论文

【摘要】：气液两相流是多相流中最常见的一种形态,多相流研究在能源、水利、化工、冶金等工业部门以及气象、生物、航天等领域都有广泛实际应用价值。环状流是一种典型的气液两相流形态,液膜流量较小、动力消耗较少,传质系数与热流密度较高,应用于散热、设备安全运行、提高传热传质效率、减少热量损失以提高运输效率等方面。本文以高速摄影法为主要方法,采用激光诱导荧光方法与虚拟双目立体视觉系统相结合的技术,对气液两相流中连续液相的特征参数进行了测量与分析。具体工作包含以下内容:1、对气液两相流的常见形态、气液两相流的应用环境与应用价值、气液两相流多种特征参数的测量技术方法进行了综述,介绍了国内外气液两相流的研究现状。2、针对管道轴向液膜特征参数测量,深入研究了摄像机标定方法,确定了坐标系之间的关系,基于数字图像处理技术,对环境光和激光诱导荧光方法采集的液膜图像进行分析处理,有效提高了管道轴向液膜厚度的测量准确度。3、针对管道横截面液膜特征参数测量,引入虚拟双目立体视觉系统以通过双视角立体测量,以及数字图像处理方法,有效还原管道的周向流动。分析了虚拟双目立体视觉系统的测量原理,建立了简化数学模型,并对基于此的图像融合处理技术以及融合算法进行了研究。4、结合虚拟双目立体视觉系统以及激光诱导荧光方法,对水平管道内波动层状流中的液相以及竖直向下管道内环状流液膜进行了实验研究,基于图像融合方法有效重建了管道横截面图像,并对环状流液膜厚度进行了定量分析计算。
[Abstract]:Gas-liquid two-phase flow is the most common form of multiphase flow. The study of multiphase flow has a wide range of practical application value in the fields of energy, water conservancy, chemical industry, metallurgy, meteorology, biology, aerospace and so on. The annular flow is a typical gas-liquid two-phase flow form, with less liquid film flow, less power consumption, higher mass transfer coefficient and heat flux, which is used in heat dissipation, safe operation of the equipment and improvement of heat and mass transfer efficiency. Reduce heat loss to improve transport efficiency and other aspects. In this paper, the characteristic parameters of continuous liquid phase in gas-liquid two-phase flow are measured and analyzed by using the technique of laser induced fluorescence and virtual binocular stereo vision system. The specific work includes the following contents: 1. The common forms of gas-liquid two-phase flow, the application environment and application value of gas-liquid two-phase flow, and the technical methods for measuring various characteristic parameters of gas-liquid two-phase flow are summarized. This paper introduces the research status quo of gas-liquid two-phase flow at home and abroad. Aiming at the measurement of axial liquid film characteristic parameters of pipeline, the camera calibration method is deeply studied, and the relationship between coordinate systems is determined, based on digital image processing technology. The liquid film images collected by environmental light and laser induced fluorescence were analyzed and processed, which effectively improved the measurement accuracy of the axial liquid film thickness of the pipeline. The measurement of the characteristic parameters of the liquid film on the cross section of the pipeline was carried out. The virtual binocular stereo vision system is introduced to effectively restore the circumferential flow of the pipeline through the double angle stereoscopic measurement and the digital image processing method. The measurement principle of virtual binocular stereo vision system is analyzed, and a simplified mathematical model is established. And the image fusion technology and fusion algorithm based on this. 4, combined with the virtual binocular stereo vision system and laser induced fluorescence method, The liquid film of the liquid phase in the fluctuating layered flow in the horizontal pipe and the annular flow film in the vertical downward pipeline are experimentally studied. Based on the image fusion method, the cross section images of the pipeline are reconstructed effectively, and the thickness of the liquid film in the annular flow is calculated quantitatively.
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;O359

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本文编号：2105607