本文關鍵詞：管束間氣液兩相繞流流型及流動特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：管束間的氣液兩相繞流現(xiàn)象廣泛存在于自然界以及化工、動力等行業(yè),在實際應用中有重要作用,特別是管束間平行向上流動更具有特殊意義,例如水冷核反應堆系統(tǒng)、管殼式換熱器中的兩相流。流型在研究兩相流的流動和換熱等特性方面有著至關重要的作用。研究兩相流的流型特性有助于流動機理的理解,對設備的設計、運行及安全至關重要。 本文對氣液兩相流沖刷管束的流型及其特性進行實驗研究,采用高速攝影法拍攝流型圖像,實現(xiàn)了可視化、非接觸測量,且不會干擾設備的正常運行。在大量圖像及壓差數(shù)據(jù)基礎上,將數(shù)字圖像處理、混沌理論、復雜性理論應用到流型特性分析中,從理論和實驗兩方面探討流型機理特性。 在氣-水兩相流實驗臺上,利用高速攝像機獲得垂直向上橫掠三種結(jié)構(gòu)管束的流型圖像。對典型流型圖像進行流動特性分析,基于實驗數(shù)據(jù)建立流型圖,分析管束結(jié)構(gòu)對流型范圍影響。通過分析流型連續(xù)圖片灰度共生矩陣參數(shù)的Lempel-Ziv測度與信息熵來研究兩相流的流型演化特點。將復雜性測度與混沌形態(tài)分析方法和遞歸圖及遞歸定量分析法應用到兩組試驗段壓差信號分析中,以研究流型及其轉(zhuǎn)變機理。實驗結(jié)果表明,高速攝影法清晰的觀察到流型細節(jié)變化,圖片紋理參數(shù)中ENT與COR的復雜度與圖片的熵測度吻合較好,而CON與ASM表征作用不具有普遍性。節(jié)距比對流型范圍影響較排列方式對流型范圍影響小。對壓差的研究發(fā)現(xiàn)同種流型下錯列管束比順列管束中兩相流流動狀態(tài)有序。不同節(jié)距比管束中壓差的兩種復雜性測度對流型的變化是敏感的且吸引子的拓撲結(jié)構(gòu)準確地揭示了兩相流流型演化機理,可以鑒別管束間氣液兩相流流型。因此,將高速攝影法和非線性理論相結(jié)合可以對流型特性進行很好的研究。
【關鍵詞】：氣液兩相流 順錯列管束 高速攝像 壓差信號 非線性分析法
【學位授予單位】：東北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目錄9-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題的研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外的研究動態(tài)及發(fā)展趨勢12-18
• 1.2.1 兩相流流型研究方法及現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 兩相流繞流壓降研究方法及現(xiàn)狀16-18
• 1.3 本文的研究內(nèi)容18-19
• 第2章 實驗系統(tǒng)及方法19-31
• 2.1 實驗設備及實驗步驟19-21
• 2.2 圖像采集系統(tǒng)21-22
• 2.2.1 攝像儀及其參數(shù)21-22
• 2.2.2 照明技術22
• 2.3 動態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)22-23
• 2.4 流型圖像及實驗數(shù)據(jù)的獲取23-24
• 2.5 噪聲對實驗結(jié)果的影響24-26
• 2.6 流型圖像及壓差波動信號的去噪處理26-30
• 2.6.1 中值濾波技術26-27
• 2.6.2 對比度拉伸技術27-28
• 2.6.3 均勻背景亮度28-30
• 2.7 本章小結(jié)30-31
• 第3章 管束間氣液兩相流型及流型圖像分析31-46
• 3.1 流型圖像分析31-34
• 3.2 流型圖34-36
• 3.3 流型圖像處理方法36-42
• 3.3.1 空間灰度共生矩陣36-41
• 3.3.2 流型圖像的復雜性測度41-42
• 3.3.2.1 Lempel-Ziv復雜度41-42
• 3.3.2.2 圖像的信息熵42
• 3.4 流型圖片的復雜性分析42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第4章 管束間氣液兩相流壓差波動特性分析46-58
• 4.1 兩相流流動壓降特性分析46-47
• 4.2 相同節(jié)距比管束壓差信號的遞歸分析47-51
• 4.2.1 遞歸分析方法48
• 4.2.2 差信號的遞歸特性分析48-51
• 4.3 復雜性測度與混沌吸引子51-57
• 4.3.1 分形盒子維數(shù)51-52
• 4.3.2 近似熵52-53
• 4.3.3 混沌吸引子53
• 4.3.4 相同排列方式管束壓差復雜性測度及吸引子形態(tài)特征分析53-57
• 4.3.4.1 復雜性測度分析53-55
• 4.3.4.2 混沌吸引子形態(tài)特征分析55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-60
• 參考文獻60-64
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文64-65
• 致謝65

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