氣力提升管內(nèi)流場特性的研究.pdf

1、氣力提升系統(tǒng)無運動部件、結(jié)構(gòu)簡單，非常適合河道清淤、石油開采、煤礦開采和化工液體輸送等工程領(lǐng)域。氣力提升系統(tǒng)提升過程中氣液固三相相互作用機理復(fù)雜，提升管內(nèi)氣液固三相的運動特性也很難把握,這大大制約了氣力提升系統(tǒng)的性能提升。為此，本文主要是基于圖像處理技術(shù)對氣力提升管內(nèi)流型特征分析及流場特性進(jìn)行了深入的研究，主要內(nèi)容如下：
　　(1)研究了氣液固三相流管內(nèi)流型特征。采用高速攝像儀拍攝氣力提升管內(nèi)不同工況下的氣液固三相流型的動態(tài)圖像，

2、基于氣泡分布特征，對流型進(jìn)行劃分，獲得了6種典型流型。在此基礎(chǔ)上，利用圖像處理技術(shù)獲得了流型圖像的灰度直方圖，計算了流型圖像的灰度共生矩陣，闡明了5種紋理特征參數(shù)隨時間的變化規(guī)律。結(jié)果表明:提取的流型圖像紋理特征參數(shù)指標(biāo)可以較好地反映氣液固三相流流動特性，能較好地探明混合流體流動過程中的流型特征，為分析氣力提升管內(nèi)流型特征提供了一種有效的方法。
　　(2)揭示了提升管內(nèi)的流場結(jié)構(gòu)及其運動。通過高速攝像儀采集了提升過程氣液固的動態(tài)圖

3、像，獲取了氣固的運動規(guī)律，但提升管內(nèi)的液相屬于連續(xù)相，無法從圖上進(jìn)行軌跡追蹤，為此采用激光多普勒測速儀測量系統(tǒng)獲取了提升管橫截面上液相的速度分布規(guī)律。結(jié)果表明：氣力提升管內(nèi)的流型呈現(xiàn)周期性的變化規(guī)律，其變化規(guī)律為：攪拌流-密集型泡狀流-稀疏型泡狀流-環(huán)狀流-塊狀流-攪拌流。其中攪拌流相對密集型泡狀流和稀疏型泡狀流更有利于固體顆粒的提升。提升管內(nèi)氣泡作“之”字形上升，該運動實為一種不規(guī)則的螺旋上升運動。固體顆粒的運動體現(xiàn)出‘上升-下降-上