氣液兩相彈狀流流動(dòng)特征分析與描述方法.pdf

1、彈狀流作為氣液兩相流中十分常見(jiàn)的流型之一,在長(zhǎng)距離石油運(yùn)輸管道,核電機(jī)組,化工廠等眾多工業(yè)過(guò)程中存在,并隨不同場(chǎng)合的生產(chǎn)工藝的要求,有著不同的作用和影響。因此了解和掌握彈狀流過(guò)程的作用機(jī)理和流動(dòng)特性,對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的安全穩(wěn)定運(yùn)行、生產(chǎn)工藝過(guò)程的優(yōu)化具有重要的意義和作用。但是,由于兩相流動(dòng)本身作用機(jī)理的復(fù)雜性和不確定性,對(duì)其流動(dòng)過(guò)程信息的獲取和分析十分困難,對(duì)流動(dòng)特性的描述方法也尚需更加深入和廣泛的研究。
　　為深入理解兩相流動(dòng)過(guò)程的流

2、動(dòng)機(jī)理、掌握流動(dòng)特性,課題研究工作以多相流輸運(yùn)與傳送過(guò)程為背景,針對(duì)水平管氣液兩相流彈狀流動(dòng)過(guò)程,利用高速攝影技術(shù)捕捉氣液兩相彈狀流流動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié),提取運(yùn)動(dòng)參數(shù),并探索描述方法,主要完成:
　　(1)在總結(jié)和歸納現(xiàn)有彈狀流過(guò)程已有研究工作和成果的基礎(chǔ)上,采用了高速視頻采集技術(shù)獲取流動(dòng)過(guò)程運(yùn)動(dòng)信息,通過(guò)圖像處理方法,提取流動(dòng)過(guò)程基本參數(shù),并加以描述的研究方案。
　　(2)利用天津大學(xué)過(guò)程檢測(cè)與控制實(shí)驗(yàn)室的多相流實(shí)驗(yàn)裝置作

3、為彈狀流發(fā)生裝置,搭建高速視頻采集系統(tǒng)拍攝彈狀流高速視頻圖像。設(shè)計(jì)視頻圖像采集標(biāo)定實(shí)驗(yàn),對(duì)高速視頻攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定,保證后續(xù)參數(shù)提取的精度。
　　(3)運(yùn)用包括圖像增強(qiáng)、背景重建、空間域?yàn)V波,自適應(yīng)二值化閾值計(jì)算、連通域選擇等多種圖像處理技術(shù),從彈狀流視頻圖像中提取氣彈頭部、尾部運(yùn)動(dòng)速度等參數(shù)。通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)速度參數(shù)進(jìn)行分析,采用數(shù)據(jù)擬合方法,獲得了建立表征彈狀流傳播速度與氣、液表觀速度之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。
　　(4)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了