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(cè)量研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著小型工業(yè)設(shè)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(lǐng)域一個(gè)備受關(guān)注的研究熱點(diǎn)。然而，目前小通道氣液兩相流在機(jī)理研究和工程應(yīng)用方面仍然不夠成熟，需進(jìn)一步深入研究。參數(shù)檢測(cè)技術(shù)的研究一直是小通道氣液兩相流領(lǐng)域的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容，現(xiàn)有的檢測(cè)手段還難以滿足小通道氣液兩相流機(jī)理研究和工程應(yīng)用的諸多需求，因而進(jìn)行小通道氣液兩相流參數(shù)測(cè)量的研究，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
　　本學(xué)位論文將小通道氣液兩相流系統(tǒng)作為研究

2、對(duì)象，利用光學(xué)檢測(cè)方法對(duì)水平通道內(nèi)的泡狀流和段塞流進(jìn)行了相關(guān)參數(shù)測(cè)量的研究工作。本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和工作內(nèi)容如下:
　　1.設(shè)計(jì)并搭建了基于光電池陣列的小通道氣液兩相流參數(shù)測(cè)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(nèi)徑分別為1.08mm、2.16mm、3.22mm和4.04mm的水平小通道下，進(jìn)行了氣液兩相流的實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)實(shí)驗(yàn)獲得的光電池陣列電壓信號(hào)進(jìn)行了時(shí)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(cè)量方法。該方法首先利用光電池陣列采集反映小通道內(nèi)部氣泡/氣彈截面信息的光強(qiáng)分布信號(hào)，然后采用主成分分析(PCA)和支持向量機(jī)(SVM)方法分別建立了氣泡/氣彈截面直徑和截面中心點(diǎn)位置測(cè)量模型，最終實(shí)現(xiàn)泡狀流和段塞流截面參數(shù)的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法是有效的，在四種不同內(nèi)徑的水平小通道下氣泡/氣彈中部截面直徑和截面中心點(diǎn)位置的測(cè)量相對(duì)誤差均在10％以內(nèi)。
　　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(cè)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(jìn)而運(yùn)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(cè)量模型。四種不同內(nèi)徑的水平小通道內(nèi)的實(shí)驗(yàn)結(jié)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(cè)量的最大絕對(duì)誤差均小于10％。
　　本學(xué)位論文的研究驗(yàn)證了利用所設(shè)計(jì)的基于光電池