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《基于LIF的豎直向下環(huán)狀流液膜流動結(jié)構(gòu)與特性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、國家自然科學(xué)基金資助項目(61372143，61671321)基于LIF的豎直向下環(huán)狀流液膜流動結(jié)構(gòu)與特性研究ResearchonFlowStructureandCharacteristicsofDownwardLiquidFilminAnnularFlowBasedonLaser-inducedFluorescence工程領(lǐng)域：控制工程作者姓名：周策指導(dǎo)教師：薛婷副教授企業(yè)導(dǎo)師：李鶯鶯高級工程師天津大學(xué)電氣自動化與信息工程工程學(xué)院二零一七年十一月摘要環(huán)狀流作為氣液兩相流的一種重要流型，其液相流量較小，流動過程動力消耗少并且具有良好的傳質(zhì)傳
2、熱特性，已被廣泛應(yīng)用在化工、能源、冶金、航天等領(lǐng)域。準(zhǔn)確測量其各項特征參數(shù)對于研究其流動機理具有重要意義。激光誘導(dǎo)熒光（LIF）是一種非侵入、高時空分辨率的多相流診斷技術(shù)。本文基于激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)，對沿管道軸向截面的豎直降膜和豎直向下的氣液環(huán)狀流液膜進(jìn)行了測量。針對豎直降膜和氣液兩相環(huán)狀流液膜，分別在不同液相雷諾數(shù)和不同氣液相表觀流速點進(jìn)行了時空流動結(jié)構(gòu)分析。對于沿管道徑向截面的周向液膜，本文設(shè)計并分析優(yōu)化了虛擬雙視角視覺傳感器，增大了周向液膜的有效測量視角。同時，利用優(yōu)化的傳感器進(jìn)行了實際液膜測量。具體工作包含以下內(nèi)容：1、在分析國內(nèi)外環(huán)
3、狀流液膜測量技術(shù)基礎(chǔ)上，采用激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)對液膜進(jìn)行非侵入、場測量。提取出不同液相雷諾數(shù)下的豎直降膜特征參數(shù)，并與國內(nèi)外關(guān)于豎直降膜的經(jīng)典研究模型進(jìn)行對比分析。通過時頻域及重建的液膜時空流動結(jié)構(gòu)圖像對液膜的流動波動狀態(tài)及流動機理進(jìn)行研究和分析。2、針對氣液兩相環(huán)狀流，采用激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)在不同氣液相流速點對豎直向下管段內(nèi)的環(huán)狀流軸向液膜進(jìn)行了測量分析。提取液膜特征參數(shù)，分析了氣液相流速對液膜擾動波動的影響。對液膜的時空流動結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重建，實現(xiàn)了對環(huán)狀流液膜的時空流動結(jié)構(gòu)及流動機理的研究分析。3、針對管道徑向截面的周向液膜，為了增大有效測量
4、視角，設(shè)計并優(yōu)化了虛擬雙視角視覺傳感器，并利用激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)對不同液相雷諾數(shù)下的實際液膜進(jìn)行了拍攝。傳感器裝置可以在較高的時空分辨率下實現(xiàn)對周向液膜流動狀態(tài)的測量。關(guān)鍵詞：環(huán)狀流，液膜，激光誘導(dǎo)熒光（LIF），時空流動結(jié)構(gòu)，傳感器優(yōu)化IABSTRACTAsatypeofimportantgas-liquidtwo-phaseflowcharacterizedbythelowliquidflowrate,littlepowerconsumptionandexcellentmassandheattransfer,annularflowhasb
5、eenwidelyusedinthefieldsofchemicalindustry,energy,metallurgy,aerospaceandsoon.Itisofgreatsignificancetoaccuratelymeasureitsparametersandfurtherstudytheflowmechanism.Laser-inducedfluorescence(LIF)isanon-invasive,highspatial-temporalmultiphaseflowdiagnostictechnique.Theverti
6、calfallingfilmandtheliquidfilmofgas-liquidannularflowindownwardpipealongtheaxialsectionofthepipelinearemeasuredbasedontheLIFtechnique.Aimingattheverticalfallingfilmandtheliquidfilmofgas-liquidtwo-phaseannularfluid,thespatial-temporalflowstructureanalysisarecarriedoutatdiff
7、erentliquid-phaseReynoldsnumbersanddifferentgas-liquidapparentvelocitiesrespectively.Forthecircumferentialliquidfilmalongtheradialsectionofthepipeline,thevisualdual-viewsensorisdesigned,analyzedandoptimizedinthispaper.Thesensorincreasestheeffectivemeasurementangleoftheliqu
8、idfilminthecircumferentialdirection.Atthesametime,theoptimizedsensorisusedtomeasurethecir
