氣液兩相流流型識別及其主動控制方法研究.pdf

1、氣液兩相流廣泛存在于各種工業(yè)生產(chǎn)過程,流型作為氣液兩相流最為基礎(chǔ)和重要的特征參數(shù),直接影響其他參數(shù)的測量和研究,氣液兩相流流型識別一直是氣液兩相流研究領(lǐng)域的熱點之一;由于塞狀流等有害流型的存在,會給工業(yè)混輸系統(tǒng)造成嚴重的危害,甚至存在安全隱患,所以氣液兩相流流型的主動控制也成為目前氣液兩相流研究領(lǐng)域的熱點之一,且必然會成為兩相流研究的發(fā)展方向。因此,本文對水平管氣液兩相流流型識別及其主動控制方法進行研究,具體研究內(nèi)容及成果如下:

2、　　1、搭建水平管氣液兩相流實驗系統(tǒng),采集兩相流差壓信號。V型內(nèi)錐流量計作為節(jié)流裝置產(chǎn)生差壓信號。實驗中主要采集了泡狀流、彈狀流、塞狀流三種典型流型以作分析。
　　2、引入基于加窗分數(shù)階傅里葉變換的時頻分析方法進行時頻分析,該方法很好的保持了自交叉項的同時抑制了互交叉項,時頻分析結(jié)果效果明顯。由時頻譜圖可以得到,泡狀流分布在20-30Hz高頻段,彈狀流在0-10Hz低頻段和20-30Hz高頻段都有分布,塞狀流分布在0-5Hz低頻段

3、。
　　3、將時頻分析所得的時頻譜圖作為識別圖,基于MPEG-7標準中建議的基于區(qū)域的形狀描述符,采用角放射變換(ART)方法進行特征值提取,繼而采用主成分分析(PCA)方法進行降維,然后使用高斯混合模型(GMM)方法對提取得到的特征值進行訓練建立對應流型的高斯混合模型,并基于此模型對兩相流各種流型進行識別,結(jié)果表明,識別方法可行且效果良好。
　　4、設計流型主動控制方案,將多孔孔板整流器作為流動調(diào)整器,研究流動調(diào)整器對流型