稳态和脉动下窄矩形通道内两相界面参数研究

发布时间：2025-01-14 03:59

　　本文对稳态和脉动工况下水平窄矩形通道内的两相界面参数展开了实验研究,所研究的界面参数包括空泡份额、界面面积浓度、索特平均直径和气泡密度。实验在脉动台上完成,采用去离子水和氮气为工质、流道形状为40mm×4mm的矩形窄缝通道,水量控制是由变频器和正弦波生成软件来实现的。采用高清摄像机对通道内两相流的流动状态进行拍摄,并自主编写了MATLAB图像后处理程序,获取了大量的两相界面参数实验数据。稳态条件下水平窄矩形通道内两相流动的实验结果表明,窄矩形通道内空泡份额的径向分布可归纳为两类,远离中心峰型和核峰型。核峰型的主要特征与圆管内的核峰型特征基本一致,而远离中心峰型时,空泡份额在流道中心位置处变化平缓,且其最大值出现在流道中心与壁面间的某个位置处,这可能与气泡在窄矩形通道内所受壁面力有很大关系。五种常用计算模型对于窄矩形通道内的界面面积浓度的预测值与实验值相对误差较大,由于它们都是基于较大尺寸的圆管提出的。基于实验所获取的界面面积浓度IAC数据,拟合给出了适用于窄矩形通道的界面面积浓度计算公式。脉动条件下水平窄矩形通道内两相流动的实验结果表明,脉动对空泡份额、界面面积浓度、索特平均直径、气泡密...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1实验回路图

数据采集系统构成。在变频器的控制下，泵可以驱动去离子水按照正弦规律以不同的脉动周期和脉动振幅运动。本章将分为实验回路及测量系统、实验方案及步骤和数据图像处理三部分加以具体介绍。2.1实验回路及测量系统脉动实验台的实验回路如图2.1所示，主要分为供水系统、供气系统、实验本体和....

图2.2正弦波生成软件

箱：水箱为长方形结构，采用厚度为2毫米厚度的不锈钢钢板焊0.8m×0.8m×1m。水箱上部有可移动的顶盖，方便随时清理水箱起到长时间实验后的散热作用。心泵：实验中所使用的设备为上海凯实利制泵公司所生产的单级单泵的扬程为32米，额定流量为4m3/h，转速为2900r/....

图2.3可视化试验段简图

图2.3可视化试验段简图2.1.4实验测量系统1.高清摄像机实验所采用的摄影设备为SONY公司生产的高清摄像机，其全画幅分辨率为×720，分辨率为25fps，最小快门速度可达1/4000秒，机身内存为32G。实验时，将摄像机固定在流道上方的摄像机专用的架子上，....

图2.5分水岭分割法提取目标和传统腐蚀膨胀提取目标

(a)(b)(c)图2.5分水岭分割法提取目标和传统腐蚀膨胀提取目标(其中a图为原始图像，b图为传统腐蚀膨胀提取目标，c图为分水岭分割后提取的目标图像)显然，分水岭算法起到了非常好的图像分割的效果，对于两个很靠近的气泡也具有非常好的识别效果，而且不会存在由于腐蚀....

本文编号：4026375