基于高速攝像的小管道氣液兩相流段塞流相含率測量研究.pdf

1、氣液兩相流廣泛地存在于石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)過程中。近年來，小型工業(yè)設(shè)備發(fā)展快速，小管道氣液兩相流參數(shù)檢測成為兩相流領(lǐng)域研究的新熱點。但是，目前小管道氣液兩相流相關(guān)參數(shù)的檢測技術(shù)研究仍處在起步階段，很多方面尚不成熟，缺乏完善的理論基礎(chǔ)以及較為準確的機理模型。因此，進行小管道氣液兩相流的參數(shù)測量研究具有重要的科研意義與工程應(yīng)用價值。
　　本文將小管道氣液兩相流作為研究對象，分別對水平管道和垂直上升管道下段塞流的相含率進行了檢測研究。主

2、要工作和創(chuàng)新點如下:
　　1.在實驗室現(xiàn)有研究工作的基礎(chǔ)上，設(shè)計并搭建了基于高速攝像的小管道氣液兩相流虛擬雙目視覺檢測裝置，實現(xiàn)了小管道氣液兩相流兩個相互垂直角度流動圖像的采集。
　　2.提出了基于支持向量回歸機-粒子群優(yōu)化算法（SVR-PSO）的水平小管道氣液兩相流段塞流相含率檢測方法。該方法首先通過數(shù)字圖像處理技術(shù)將拍攝的氣液兩相流段塞流圖像序列轉(zhuǎn)換成較為直觀的二值圖像序列，然后對二值圖像序列提取有效信號組成波動信號時間

3、序列，并提取了特征量，最后結(jié)合SVR-PSO建立水平小管道氣液兩相流段塞流相含率回歸模型，實現(xiàn)對段塞流相含率的檢測。在內(nèi)徑為4.02mm和2.73mm水平管道上進行了初步的實驗驗證，實驗研究結(jié)果表明:該方法是可行的，得到的段塞流相含率的相對誤差均在8％以內(nèi)。
　　3.基于虛擬雙目視覺初步建立了小管道氣液兩相流段塞流相含率模型。利用虛擬雙目視覺檢測裝置拍攝管內(nèi)段塞流兩個角度圖像，應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)并根據(jù)小管道段塞流的特點，建立小管