气雾射流雾滴粒径的光学成像法研究

发布时间：2023-10-03 22:04

　　在二冷的喷雾冷却过程中,雾滴特性对冷却效果有显著的影响,在一定范围内雾滴粒径越小、数目越多,雾化效果就越好,这不仅能够提高传热效率,同时更有利于铸坯表面温度均匀。准确的获得气雾射流雾滴的粒径大小和分布,是研究气雾流场的关键。为实现对气雾雾滴粒径的检测,克服其雾滴粒径小、浓度大且不能正向拍摄等问题,提出了气雾射流雾滴粒径的光学成像识别方法,并对气雾射流在不同工况下的平均粒径和粒径分布进行了研究。开展以下研究:(1)搭建了气雾射流发生平台和光学成像系统,运用“斜拍”的方法得到了满足处理要求的图片。(2)基于MATLAB开发了包括几何校正、二值化和平滑去噪的数字图像处理系统,并验证了几何校正的精确性。(3)应用上述方法,对气雾射流不同工况下雾滴粒径进行了实验测量研究。(4)分别利用粒径为50μm和100μm的单液滴对本方法的精确性进行了实验验证,并进行了误差分析。(5)分别用空心玻璃珠和水中气泡进行研究,以探究本方法在对不同对象进行检测的适用性。得到了以下结论:(1)通过对气雾射流流场进行检测,将高速摄像机拍摄能够得到粒子清晰、浓度适中、重叠较少的粒子图片粒子通过几何校正恢复到无畸变状态,并...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 国内外研究现状
        1.1.1 粒径测量方法的研究现状
        1.1.2 图像校正法的研究现状
    1.2 选题的意义和内容
        1.2.1 研究背景和意义
        1.2.2 研究内容
2 实验系统组成
    2.1 激光发生系统
    2.2 气雾射流系统
    2.3 光学成像系统
        2.3.1 摄像机组件
        2.3.2 图像采集
        2.3.3 标定系统
        2.3.4 成像系统的调试
    2.4 小结
3 图像处理系统的开发
    3.2 图像校正
        3.2.1 图像校正的原理
        3.2.2 算法流程
        3.2.3 图像校正结果的检验
    3.3 预处理
        3.3.1 二值化
        3.3.2 阈值的选择
        3.3.3 平滑去噪
    3.4 液滴粒径的测量
        3.4.1 粒径的表征方法
        3.4.2 本文中的粒径表征方法
    3.5 小结
4 实验结果和分析
    4.1 实验工况
    4.2 实验步骤
    4.3 不同气压水压条件下粒径分布的测量结果
    4.4 固定高度,不同径向粒径分布测量结果
    4.5 小结
5 精确性检测及适用性测试
    5.1 使用空心玻璃珠的精确性检验
        5.1.1 实验仪器和步骤
        5.1.2 实验过程及结果分析
    5.2 使用单液滴的精确性检测
        5.2.1 实验平台和实验仪器
        5.2.2 液滴粒径产生方式
        5.2.3 不同粒径液滴的测量结果
    5.3 影响因素和误差分析
    5.4 适用性测试
    5.5 小结
结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3850733