基于層析算法的噴霧場多參數(shù)的空間分布測量技術(shù).pdf

1、噴嘴霧化是一種常見的物理過程，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、人們的日常生活、軍事等等眾多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，如液體燃料的氣化、燃燒、農(nóng)藥噴灑、干法、濕法脫硫以及食品加工等等。霧化霧滴的粒徑、濃度及其空間分布是噴霧研究的重要參數(shù)，由于霧化過程的復(fù)雜性以及噴嘴結(jié)構(gòu)的多樣性，現(xiàn)階段完全依靠理論方法準(zhǔn)確分析霧化特性很困難，實(shí)驗(yàn)測量仍是一個(gè)重要的研究手段。 激光與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，成為現(xiàn)代光學(xué)測量的特點(diǎn)，以激光為手段的光學(xué)測量方法由于測量速度快、不

2、干擾噴霧場、時(shí)間和空間分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，在噴霧測量中得到了廣泛的應(yīng)用。激光脈動(dòng)法基于Mie散射理論，應(yīng)用于噴霧場霧滴的測量，可以同時(shí)得到穿越測量光束內(nèi)霧滴的平均粒徑和數(shù)量濃度。過程層析技術(shù)是近二十年來發(fā)展起來的一種以兩相流為主要對象的過程參數(shù)二維或三維分布狀況的在線實(shí)時(shí)檢測技術(shù)，過程層析技術(shù)以Radon變換為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，Radon定理證明，被測物體可以由無數(shù)條投影表示，層析技術(shù)的目的就是由投影數(shù)據(jù)結(jié)合一定的算法重建被測物體的空間分布。

3、 根據(jù)層析技術(shù)原理，本文對噴霧場霧滴粒徑和濃度的空間分布測量技術(shù)開展了研究。引入層析技術(shù)的目的，就是將測量得到的霧滴粒徑和濃度的線投影值結(jié)合適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法重建噴霧場霧滴粒徑和濃度的空間數(shù)據(jù)。利用現(xiàn)有的光脈動(dòng)法測量裝置對噴霧場進(jìn)行測量，由于現(xiàn)有測量裝置的限制，不能進(jìn)行相交測量，只能得到一個(gè)方向上相互平行的投影數(shù)據(jù)。根據(jù)層析技術(shù)原理，對一個(gè)方向的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分布的重建，投影數(shù)據(jù)明顯不足。本論文中采用了噴霧場的軸對稱分布假設(shè)，編制了霧滴粒徑

4、和濃度空間分布的層析計(jì)算程序。在現(xiàn)有條件下，本文利用計(jì)算機(jī)對霧滴的粒徑和濃度的空間分布進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，對所編制的層析計(jì)算程序的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。 在噴霧實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，利用光脈動(dòng)法裝置測量了氣液兩相流噴嘴的霧化霧滴粒徑和濃度的線積分值，利用編制的計(jì)算程序?qū)ν队爸颠M(jìn)行了空間分布的重建，在某些測量工況下得到了失真的重建結(jié)果。通過對重建方程系數(shù)矩陣的分析，得出重建方程的病態(tài)性態(tài)，該重建方法不能應(yīng)用于噴霧霧滴粒徑和濃度的空間分布的重建。