基于光電池陣列的小通道氣液兩相流泡狀流和段塞流參數(shù)測量研究.pdf

1、近年來，隨著小型工業(yè)設備的迅速發(fā)展，小通道氣液兩相流系統(tǒng)已成為兩相流領域一個備受關注的研究熱點。然而，目前小通道氣液兩相流在機理研究和工程應用方面仍然不夠成熟，需進一步深入研究。參數(shù)檢測技術的研究一直是小通道氣液兩相流領域的一個重要研究內容，現(xiàn)有的檢測手段還難以滿足小通道氣液兩相流機理研究和工程應用的諸多需求，因而進行小通道氣液兩相流參數(shù)測量的研究，具有重要的學術價值和廣闊的應用前景。
　　本學位論文將小通道氣液兩相流系統(tǒng)作為研究

2、對象，利用光學檢測方法對水平通道內的泡狀流和段塞流進行了相關參數(shù)測量的研究工作。本文主要創(chuàng)新點和工作內容如下:
　　1.設計并搭建了基于光電池陣列的小通道氣液兩相流參數(shù)測量系統(tǒng)，研制了12×6陣列式的光電池傳感器，并選用激光二極管作為激光源。在內徑分別為1.08mm、2.16mm、3.22mm和4.04mm的水平小通道下，進行了氣液兩相流的實驗研究，并對實驗獲得的光電池陣列電壓信號進行了時域和頻域特征的分析。
　　2.提出了

3、一種基于光電池陣列的小通道氣液兩相流泡狀流和段塞流截面參數(shù)測量方法。該方法首先利用光電池陣列采集反映小通道內部氣泡/氣彈截面信息的光強分布信號，然后采用主成分分析(PCA)和支持向量機(SVM)方法分別建立了氣泡/氣彈截面直徑和截面中心點位置測量模型，最終實現(xiàn)泡狀流和段塞流截面參數(shù)的測量。實驗結果表明，該方法是有效的，在四種不同內徑的水平小通道下氣泡/氣彈中部截面直徑和截面中心點位置的測量相對誤差均在10％以內。
　　3.提出了一

4、種基于氣泡/氣彈截面直徑的泡狀流和段塞流體積相合率測量方法。該方法首先利用所獲得的氣泡/氣彈截面直徑求得泡狀流和段塞流的截面空隙率，進而運用積分累加的思想求取泡狀流和段塞流的體積相含率，最后采用最小二乘法分別建立泡狀流和段塞流體積相含率測量模型。四種不同內徑的水平小通道內的實驗結果表明，提出的方法是可行的，建立的模型是有效的，泡狀流和段塞流體積相含率測量的最大絕對誤差均小于10％。
　　本學位論文的研究驗證了利用所設計的基于光電池