吕颖超[1]2017年在《基于非接触电阻抗测量的气液两相流参数检测新方法研究》文中研究说明气液两相流在工业过程中涉及范围十分广泛,其参数的有效测量是一个具有重大意义但仍未得到较好解决的课题。基于等效电导检测的气液两相流参数检测方法具有结构简单和实时响应快等优点而得到广泛关注,但该方法仍然存在两方面不足:在测量机理方面,现有的电导检测方法主要是接触式的,其检测电极直接与被测流体接触,会引起电极极化和电化学腐蚀等问题;在测量信息方面,现有的电导检测方法以获取流体等效电导信号为目的,但对复杂的气液两相流体而言,包含更多流动特征的完整电阻抗信息(实部、虚部和幅值)的获取将更有利于气液两相流参数检测。本学位论文针对以上两个问题,对现有的电容耦合式非接触电导检测(Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection,C4D)技术存在的问题进行改进,研发了新型非接触式电阻抗传感器,利用完整电阻抗信息实现气液两相流参数测量。本学位论文中的主要创新点和贡献如下:1、为克服本课题组已有工业型C4D传感器存在的输入输出特性呈现非单调性的不足,提出了一种基于双电感串联谐振的非接触式电导检测新方法,研发了一种工业型双电感结构C4D传感器。该方法在激励电极和检测电极端各串联一个电感器件,不仅克服了耦合电容对测量的不利影响,还解决了已有工业型C4D传感器输入输出特性的非单调性的问题。实验结果表明,所提出的基于双电感串联谐振的非接触式电导检测新方法是有效的,所研发的工业型双电感结构C4D传感器是成功的。在四种管道(内径分别为1.8 mm、3.3 mm、5.0 mm和7.6mm)中,电导测量最大相对误差均小于4%。2、针对实际电感存在电感可调范围窄、大电感制造困难和体积较大等问题,引入模拟电感技术,提出了基于模拟电感串联谐振的非接触式电导检测新方法。研发了对称浮置模拟电感以及基于对称浮置模拟电感的C4D传感器。研究结果表明,对称浮置模拟电感和该新型C4D传感器的设计是成功的,称浮置模拟电感等效电感值调节大并可实现较大电感值,采用对称浮置模拟电感的C4D传感器的性能和电导测量精度令人满意。在叁种管道(内径分别为3.0 mm、4.6 mm和6.4 mm)中,电导测量最大相对误差均小于5%。3、针对对称浮置模拟电感存在的结构复杂、运行稳定性需重点考虑等问题,研发了两种基于接地模拟电感的C4D传感器:A(利用电流转电压的原理)和B(测量分压电阻两端电压差的原理)。在叁种管道(内径分别为3.0mm、4.6mm和6.4 mm)中利用C4D传感器A和C4D传感器B进行电导测量实验。实验结果表明,接地模拟电感和新型C4D传感器的设计是成功的。与对称浮置模拟电感相比,接地模拟电感具有结构简单和运行稳定性较好等优点。基于接地模拟电感的C4D传感器的电导测量精度也令人满意(叁种管径下,新型C4D传感器A和B的电导测量最大相对误差分别为4.5%和5.0%),且C4D传感器A的整体测量性能较C4D传感器B更好。4、结合接地模拟电感阻抗相消技术和数字相敏解调(DPSD)技术提出了一种非接触式电阻抗测量新方法,研发了一种新型非接触式电阻抗传感器。该非接触式电阻抗测量方法根据阻抗相消原理克服耦合电容对电阻抗测量的不利影响,利用DPSD技术获取气液两相流的完整电阻抗(实部、虚部和幅值)信息。模拟和实际流体测量实验表明:所提出的非接触式电阻抗测量方法是有效的,所研发的新型非接触式电阻抗传感器是成功的。模拟测量实验中,电阻测量和电容测量的最大相对误差分别为3.7%和2.4%,电阻-电容组合测量实验中,电阻和电容测量的最大相对误差分别为2.1%和5.1%;实际流体测量实验中,KC1溶液电导率测量和有机溶剂介电常数测量的最大相对误差分别为3.7%和5.8%。5、将所研发的新型非接触式电阻抗传感器与小波分析和k均值聚类方法相结合提出了一种基于非接触电阻抗测量的气液两相流流型辨识新方法。该方法采用小波分析提取所获电阻抗信号各部分的频域特征,结合电阻抗信号的统计特征构成特征向量,利用以马氏距离作为距离度量指标的k均值聚类方法进行流型分类。叁种管径(3.0mm、4.0mm和7.0mm)下的流型辨识实验结果表明,所提出的流型辨识新方法是有效的。利用实部、虚部、幅值和完整电阻抗信号对泡状流和段塞流进行辨识的最低准确率分别为91.1%和90.9%、90.2%和87.9%、92.7%和87.0%及91.1%和93.5%。采用完整电阻抗信号的整体流型辨识效果略优于单独采用实部、虚部或幅值信号的流型辨识效果。6、提出了一种基于非接触电阻抗测量的气液两相流相含率测量新方法。该方法充分利用电阻抗各部分信息,结合最小二乘法,建立不同流型相含率测量模型,实际测量时根据流型判别结果选择相应的相含率测量模型并最终实现相含率测量。叁种不同管径(3.0mm、4.0mm和7.0mm)泡状流和段塞流下的实验研究结果表明所提出的相含率测量新方法是可行的和有效的,充分利用气液两相流完整电阻抗信息(实部,虚部和幅值)有助于相含率测量精度的提高。
冀海峰[2]2002年在《小波分析技术在两相流检测中的应用研究》文中研究说明两相流系统是一个复杂的非线性动态系统，相间存在着界面效应和相对速度，致使两相流参数检测的难度较大，在国际上，也是一个急待发展的探索研究领域。在两相流系统中，流型是一个重要的检测参数，它不但影响两相流的流动特性和传热传质等性能，而且影响两相流系统其它参数的准确测量，因此两相流的流型辨识是该领域中的一个重要研究方向。 本文基于小波分析技术，辅以电容层析成像技术、多传感器信息融合技术以及模糊处理技术，对气固流化床、气液两相流和油田两相流系统的流型进行了分析和辨识，并在自行设计和建立的装置以及大庆油田测井研究所模拟井装置上进行了实验验证，得到了一些有益的结论： ● 提出了一种将小波分析技术应用于气固流化床流型分析与辨识的新方法，并构造了相应的特征值。首先利用所采集到的压力波动信号的小波分解，对气固流化床流型的转变进行了分析，发现在不同流型下，经小波分解后的信号有着不同的表现形式。在此基础上，构造出特征值——尺度能量百分比，并建立了气固流化床从固定床到鼓泡床的判别准则，经实验验证所提出的方法是有效的，取得了良好的流型辨识效果。 ● 将电容层析成像系统成功地应用于气固流化床的流型(固定床、鼓泡床和湍动床)辨识中，并提出了一种新型的电容层析成像图像重建算法：利用Tikhonov正则化原理和ART算法相结合的组合型图像重建算法来实现整体空隙率的测量。此算法通过Tikhonov正则化克服了图像重建过程中的不适定性，从而保证了初始图像的准确性和有效性，并利用ART算法的收敛性，改善了图像的重建质量，从而提高了由图像重建得到的空隙率计算的准确度，为将电容层析成像系统应用于气固流化床的流型辨识中提供了更可靠的依据。 ● 为了进一步提高气固流化床流型辨识的准确率，本论文引入了多传感器信息融合技术。采用微差压和电容层析成像两种传感器，在利用压力波动信号的小波分解进行流型辨识以及利用空隙率波动信号进行流型辨识的基础上，对每个传感器的辨识结果利用D-S证据理论，在 摘 要 决策级上进行了合理的信息融合处理，得到最终的辨识结果。初步实 验表明，所采用的信息融合方法对提高流型辨识的准确率是有效的， 使气固流化床中固定床、鼓泡床和湍动床的辨识准确率分别提高到 95％、90％和 85％。．对于水平管气水两相流系统，本文建立了流型辨识的软测量模型：利 用简单易测的差压波动信号作为辅助变量，结合小波分析技术和模糊 模式识别方法，对主导变量——流型进行了辨识，提出了不同管径下 的气水两相流流型的综合辨识方法。经实验验证，所提出的方法是有 效的。．本文初步尝试了将小波分析技术应用于油田两相流系统中。对油田中 大管径竖直上升管气水两相流进行了初步分析，结果表明，不同流型 下，大管径竖直上升管的差压波动信号的小波分解在时间－尺度上的分 布存在着较大的差异，可以用来进行流型的分析和辨识。
厉燕新[3]2004年在《ARMA模型在两相流检测中的应用研究》文中研究表明两相流系统是一个复杂的非线性动态系统，相间存在着界面效应和相对速度，致使两相流参数检测的难度较大，在国际上，也是一个亟待发展的探索研究领域。在两相流系统中，流型是一个重要的检测参数，它不但影响两相流的流动特性和传热传质等性能，而且影响两相流系统其它参数的准确测量，因此两相流的流型辨识是该领域中的一个重要研究方向。 本文基于ARMA(Autoregressive Moving Average)模型，对气固流化床和气液两相流系统进行了分析并进一步对其流型进行了辨识，得到了一些有益的结论。本文的主要工作和创新点如下： ● 提出了一种针对WLS(Wavelet-generalized least squares)的AR模型法的改进算法。引入R／S分析法对WLS法进行改进，以提高Hurst指数估计精度及滤波效果。基于小波技术的WLS法是具有1／f噪声的系统回归模型参数的最佳线性无偏估计。本文对WLS法进行了仿真研究，研究结果表明WLS法对H＞0.5的1／f噪声的滤除作用明显优于传统的AR模型，但同时发现WLS法对Hurst指数的估计误差较大。针对Hurst指数的估计误差较大的问题，本文引入R／S分析法，仿真研究表明该方法在提高Hurst指数估计精度的同时提高了WLS法的滤波效果。 ● 将改进的基于WLS的AR模型法应用于气固流化床的流型辨识，提出了一种气固流化床过程监控的新方法。利用压力波动信号建立了AR模型，对气固流化床的流型进行了分析研究，发现在不同流型下，AR模型阶数有明显不同。在此基础上，利用模型阶数进行流型的判别，初步实验结果表明，所采用流型辨识方法是有效的，气固流化床中鼓泡床和湍动床的辨识成功率分别为94.3％和80.0％。 ● 应用ARMA时序模型对不同管径的水平管气水两相流进行了建模分析。对不同管径不同流型下的差压波动信号进行了建模，在此基础上分析得出：弹状流流型下ARMA模型的阶数n最小，泡状流和环状流流型下的ARMA模型阶数n较大。采用ARMA时序模型对水平管气水两相流差压波动信号作了初步研究，研究结果表明利用ARMA 摘要竺巴巴二二二-一巴=二二二二二二二二二二二二二二二二思巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴里巴巴巴巴模型阶数n可以用来进行流型辨识。
王泽璞[4]2013年在《电容层析成像图像重建与气力输送两相流可视化测量研究》文中进行了进一步梳理电容层析成像(Electric Capacitance Tomography ECT)依据测量的电容数据,利用相应的图像重建算法重建被测物场的介质分布图。因具有快速、安全、非侵入式、设备相对经济等优点,ECT被认为是极具广阔发展前景的可视化测量方法。本文主要探讨ECT图像重建算法和气力输送过程中气固两相流参数的可视化测量。主要的研究内容包括：对ECT可视化测量方法的基本原理、系统组成、典型的ECT图像重建算法等关键问题的分析；并对常用的图像重建方法进行了数值研究。图像重建算法的精度与速度对于ECT可视化测量方法的成功应用具有重要意义。制约ECT测量精度的一个根本问题是信息量的缺乏,造成图像重建过程的病态本质,限制了ECT对于复杂场的测量能力。本文提出了一个同时考虑ECT测量信息与被测对象动态演化信息的动态重建模型,并建立了一个新型目标泛函。数值仿真结果表明,新算法具有计算复杂性低、能够有效克服ECT图像重建过程的数值不稳定性的优势。所重建图像的空间分辨率得到了明显地改善,且失真程度相对较小。气力输送过程中的流场是非常复杂的,准确地测量输送过程中气固两相的分布和固体颗粒浓度对于研究输送过程中复杂的物理机制与提高系统的效率等方面具有重要意义。本文利用ECT方法对气力输送过程中的相分布与固体颗粒浓度进行了可视化测量研究。实验结果表明,ECT方法适用于气力输送过程两相流参数的可视化测量。同时用耦合空间滤波法与ECT的测量方法对气固两相流管道中的固体颗粒物质量流量进行了可视化测量研究。实验结果表明,该方法是有效的,从而为解决气固两相流质量流量准确性的难题奠定了基础。本文对循环流化床内粉粒体的分布进行了在线测量,得到了不同工作状态下粉粒体的截面规律。
王磊[5]2013年在《基于电容耦合式非接触电导检测的气液两相流参数测量新方法研究》文中提出气液两相流系统在石油、化工、能源、制药以及电力等工业领域中广泛存在,其流型和相含率的在线测量对两相流系统的运行监控、过程控制及安全保证等具有十分重要的意义。由于两相流动的复杂性和随机性,气液两相流的流型辨识和相含率测量一直以来是科学研究和工业应用领域中长期未能得以很好解决的测量难题。电容耦合式非接触电导检测(Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection,简写为C4D)是一种新型的电导检测技术,有望为气液两相流参数测量提供一条新的解决途径。本学位论文拟研究C4D技术应用于气液两相流流型辨识和相含率测量的可行性,并基于C4D技术,结合现代信息处理技术,提出气液两相流流型辨识和相含率测量的新方法。本学位论文的主要创新点和贡献如下：1、基于串联谐振的原理,研发了一种适用于气液两相流参数测量的新型C4D传感器。研究结果表明,所研发的的基于串联谐振的单屏蔽C4D传感器是成功的。基于串联谐振的原理消除了耦合电容对电导测量的不利影响,改善了传统C4D传感器的电导测量范围和分辨率,将C4D的管径适用范围从毛细管尺寸扩展至毫米级尺寸(本文所研制的新型C4D传感器内径尺寸最大已达7.8mm)。研究结果同时表明,所研发的新型C4D传感器在较大管径下的电导率测量精度令人满意。在内径分别为1.8mm、3.3mm、5.5mm、7.8mm四种管径下,电导率测量的最大相对误差均小于3.5%。所研发的新型C4D传感器具有测量范围广,分辨率好,结构简单,稳定性和抗干扰性能佳等优点,为基于C4D的气液两相流参数测量奠定了有效的技术基础。2、利用C4D传感器获得的电导信号,结合现代信息处理技术,研究了气液两相流流型辨识问题。根据特征提取方法的不同,分别提出并对比了两种流型辨识新方法：1)采用统计分析和傅里叶分析方法对所获得的电导信号进行特征提取,然后将提取的特征输入到由SVM建立的流型分类器中实现流型辨识；2)采用统计分析和小波分析方法对所获得的电导信号进行特征提取,然后将提取的特征输入到由SVM建立的流型分类器中实现流型辨识。研究结果表明,C4D技术应用于气液两相流流型辨识是可行的,所提出的两种流型辨识新方法均是有效的。在内径分别为1.8mm、2.8mm、4.0mm、6.1mm和7.8mm水平管下,层状流、波状流、泡状流、段塞流和环状流的辨识结果令人满意。其中,采用统计分析、小波分析和SVM相结合的流型辨识新方法的辨识准确度更好(采用统计分析、小波分析与SVM相结合的流型辨识准确率均高于91%,采用统计分析、傅里叶分析与SVM相结合的流型辨识准确率均高于87%)。研究结果同时表明,将特征提取和SVM分类技术相结合进行气液两相流流型辨识是有效的。所提取的均值、标准差和能量分布特征可有效反映流型的信息,采用SVM分类技术能够成功实现多种流型的分类问题。3、利用C4D传感器所获电导信号,并结合SVM回归技术,提出了气液两相流相含率测量新方法。该方法为克服流型对测量结果的影响,需根据气液两相流的不同典型流型分别建立相含率测量模型。在相含率测量过程中,预先利用SVM回归技术建立各典型流型下的测量模型。实际测量时,首先利用所研发的新型C4D传感器获取气液两相流电导信号,然后进行流型辨识并获得当前流型,最后根据流型辨识结果选择相应的相含率测量模型计算相含率值。研究结果表明,C4D技术应用于气液两相流相含率测量是可行的,所提出的相含率测量新方法是有效的。在内径为7.0mm水平管下,层(波)状流、泡状流、段塞流和环状流典型流型下的气相含率测量的最大绝对误差均不高于7.0%。研究结果同时表明,利用特征提取和SVM回归技术建立的气液两相流相含率测量模型是成功的。所提取的气液两相流电导均值和标准差两个特征参数能有效反映相含率的信息,采用SVM回归技术能有效克服电导信号与相含率之间的非线性关系,成功建立了气液两相流的相含率测量模型。本学位论文的研究证实了C4D技术可为两相流的参数测量提供一种新的解决途径,同时也为C4D这一新技术在工程应用领域的进一步拓展提供了有益的借鉴。
朱波[6]2008年在《基于小波分析和神经网络的ERT系统流型辨识研究》文中进行了进一步梳理两相流广泛存在于现代工业生产之中,在一定程度上影响着工业的发展。两相流体系是一个非线性动态系统,两相流体具有复杂的流动特性,且相间存在着界面效应和相对速度,致使两相流参数检测的难度较大。在两相流系统中,流型是一个重要的检测参数,它的准确辨识是两相流其他参数准确测量的基础,因此流型的智能辨识成为两相流研究的重点内容之一。本文以12电极的ERT系统和油/水两相流的流型为研究基础,研究了小波分析和神经网络在两相流流型辨识中的应用。本文在阅读了大量的文献基础之上,归纳总结了两相流检测技术对科研和工业生产的重要意义,同时详细总结并分析了两相流流型的辨识方法的发展历程、研究现状及亟待解决的关键问题,指出了基于图像重建的流型辨识的缺点,并提出了基于测量数据特征提取的流型辨识方法。本文运用小波分析方法研究了基于ERT系统测量数据的特征提取问题。以常见的流型为研究对象,研究了基于小波包分析(WPA)的测量数据特征提取方法。对如何有效利用信号的小波包能量值的统计特征及所含流型的特征展开了研究。并以提取后的特征向量作为神经网络的输入,对网络进行建模和仿真。本文针对现有的基于ERT系统的流型辨识方法进行了较为全面深入的研究,在大量的仿真基础之上,提出了一种基于测量数据特征提取的神经网络流型辨识方法,并对实验仿真结果进行深入的分析和总结。通过本文的研究工作,证明此方法为两相流流型辨识提供了一种更有效的手段。
范振儒[7]2010年在《基于气固两相流流型图像的多参数检测方法》文中认为气固两相流作为最重要的多相流形式之一,广泛存在于有色、冶金、建材、电力、化工、食品等许多行业中。但由于流体流动特性的复杂多变,使得两相流参数检测难度较大。许多两相流参数的检测技术和方法大都处于实验室应用研究阶段,这与两相流在工程领域的广泛性极其不相适应。因此,发展多相流检测与分析的新技术,对实现流化床气固两相流动的机理分析,指导相关设备的设计和运行具有重要意义。本文将高速摄影法应用到气固两相流动参数的检测中,实现了可视化、非接触测量,不会干扰生产设备的正常运行,即使在高速气固两相流中,也可通过调节拍摄频率来得到较为清晰的流动图像,有较大的适用范围。在大量实验数据基础上,将图像处理技术、人工神经网络、光流分析法和多重分形理论应用到流动参数检测中,从理论和实验两个方面系统地探讨了基于流动图像的多参数检测方法。首先,在流化床气固两相流实验台上,利用高速摄影机获得了流化床气固两相流动的图像。接着,对图像数据样本进行预处理,并分别提取了流型图像中的灰度直方图统计特征、傅里叶变换纹理特征、小波-分形特征以及多重分形特征。然后,将上述特征向量的训练样本分别送入BP神经网络、概率神经网络和遗传神经网络中进行训练,实现了对流动图像的流型智能化识别。识别结果表明,用图像傅里叶变换纹理特征和概率神经网络组合的识别效果最好,但与其他组合相比,识别率相差不大;小波-分形特征和多重分形特征还能够揭示气固两相流动的内部运动规律,更适用于两相流运动机理分析。其次,扩充了在稀相流动中,用图像法可检测到的流动参数内容,实现体积空隙率的检测。最后,将光流分析法引入气固两相流动的流场、速度场和等涡量场的检测,讨论了典型流型图像的流场、速度场的分布情况,为定量分析气固两相流动的运动机理和指导相关设备的设计提供了一种有效的辅助诊断工具。从理论上和技术上为气固两相流动参数的检测提供了新方法。
许联锋[8]2004年在《水气两相流动的数字图像测量方法及应用研究》文中研究说明本文运用数字图像处理与分析技术，结合水利工程中的掺气水流问题，研究水气两相流的数字图像测量技术中的相关问题，主要结论和成果如下： (1) 研制了一套用于水气两相流动研究的测量与分析系统。该系统由硬件和软件两部分组成。根据实验需要配置了图像采集硬件，设计了掺气水流的实验装置。本文开发的图像测量软件具备了图像处理、流动显示、两相速度的同时测量、分散相尺寸及分布特征提取以及各种辅助功能。 (2) 提出了一种新的速度提取算法一预估搜索法(PSA)。全局搜索法具有局部分辨率高(精度高)、窗口尺寸选择灵活、测速范围大等优点，但其计算量大，难以实现在线测量；FFT算法正好相反，其计算速度快，但测速范围小，局部分辨率低，在窗口尺寸选择上缺乏灵活性。这两种算法具有很强的互补性，正是基于这种互补性，本文提出了一种所谓的预估搜索法：即先利用FFT算法计算速度快的优点迅速获得某一诊断窗口在下一幅图像中的预估位置，然后利用全局搜索法精度高的优点在预估位置附近搜索诊断窗口的精确位置，从而实现了速度与精度的统一。 (3) 提出了一种混合格式的两帧粒子跟踪测速算法(2-HPTV)。基于“流场局西安理工大学博士学位论文域示踪粒子运动荃本相同”的特性，采用类似于PIV技术中的相关分析技术，通过追踪气泡群图案的方法达到追踪单个气泡的目的(属于PTV技术)，提高了气泡速度场的测量精度.该算法对摄像机硬件要求低，具有较强的实用性。 (4)提出了墓于模极大值原理的图像去噪算法以及基于小波影像金字塔的快速分层匹配算法。在层内匹配时，粗尺度低分辨率图像上采用序贯相似性快速检测算法，而细尺度高分辨率图像上采用计算精度高的方差归一化相关算法.这样就从减少搜索匹配的点数和降低匹配准则的计算复杂度两方面加速了匹配的速度，有效地提高了图像测量的精度。 (5)采用图像去噪、灰度变换、直方图均衡化以及非均匀背景修正技术等提高了原始图像成分的清晰度，使图像变得更便于计算机分析和处理。采用动态阅值分割技术，将气泡粒子准确地从背景中分离出来并进行标记，实现了气泡参数(粒径、掺气浓度)的统计功能。 (6)总结了水汽两相流中气泡粒子与代表液相的示踪粒子之间的区别方法，实现了两相信息的分离:分别采用PSA技术和2·HPTV技术实现了水气两相流速的同时测量。 (7)首次针对水利工程中的水流入射水垫塘现象，采用本文建立的图像测系统，对模型水垫塘中不同工况下的淹没射流流场进行了测量，获得了速度场、湍动能场以及涡量场等有用参数，实现了水气两相流两相速度的同时测量，获得了气泡粒径、掺气浓度等参数。[关键词1:水气两相流动，图像测量方法，预估搜索算法，小波分析， 双祯混合格式粒子追踪测速，气泡尺寸，掺气浓度[论文类型]:应用研究
丁浩[9]2005年在《新型信息处理技术在气液两相流流型辨识中的应用研究》文中进行了进一步梳理两相流系统是一个复杂的非线性动态系统,广泛存在于动力、化工、石油、冶金等领域,研究两相流体动力学,探讨两相流动的机理,准确检测两相流的各种参数,具有非常重要的意义。流型是一个重要的检测参数,它影响着两相流系统其它参数的准确测量,因此两相流的流型辨识是该领域中的一个重要研究方向。 本文在理论分析和实验研究的基础上,将现代非线性信号处理方法及数据融合技术引入到气液两相流参数检测领域。以高阶统计量和Hilbert-Huang变换为主要分析技术,结合多传感器数据融合技术以及模糊集理论对水平管气液两相流的流型进行了分析和辨识,并建立了一个多参数模糊数据融合流型辨识模型,克服了以往单一流型辨识方法的不足,较显着地提高了流型辨识的准确率,在气液两相流流型辨识方面取得了较大的进展。本文的主要工作和创新点如下: 1)基于高阶统计量技术,提出了一种气液两相流差压波动信号分析的新方法。对所采集到的差压波动信号进行双谱分析,提取了双谱幅值的平均值作为特征值,研究了不同流型下信号偏离高斯分布的程度。并结合模糊模式识别理论,建立了气液两相流流型的模糊判别准则。实验研究表明所提出的双谱分析方法有效地抑制了高斯有色噪声对信号的影响,取得了良好的流型辨识效果。 2)将Hilbert-Huang变换方法引入到气液两相流领域,研究了中小管径水平管气液两相流差压波动信号的非线性非平稳特性。通过对差压波动信号进行EMD分解,分析了差压波动信号的局部时频特性,提取了差压波动信号IMF分量的能量特征值,找出了不同频段能量的分布与流型的对应关系,据此提出了一种根据IMF能量分布与转换进行流型辨识的新方法。不同管径下的实验结果表明,提取的特征值反映了气液两相流的流动状态和流型的变迁,该方法具有很好的实际应用价
杜黎龙[10]2002年在《射流和管内气固多相流测量研究》文中研究表明气固多相流的动的存在范围十分广泛，在电站锅炉系统中，准确地给出流体的流动特性，具有重要的意义。它关系到系统投入运转后的安全性、可靠性，经济性。阐述了光学波动法测量气固多相流颗粒浓度的原理，并在实验条件下，利用此原理对多相射流的浓度分布进行了测量研究，对单弯头、组合弯头对多相流浓度分布的影响进行了分析；对前置空间组合弯头及内置楔形体的直流燃烧器出口不同截面气固两相流颗粒浓度分布作了测量研究，得出各截面浓度分布规律，扩散和衰减规律；对燃烧器出口射流和侧边风混合特性做了详细的研究，讨论了各截面浓度分布规律及两相流的混合特性，并对两种不同的燃烧器的阻力特性进行了研究，分析了弯头，内置楔形体及扭转板对燃烧器阻力特性的影响。测试表明侧边风能有效地使靠近侧边风附近的煤粉浓度降低，有利于防结渣。利用光学波动法测量管内气固多相流浓度分布的研究为考察气固多相流管内的扩散和混合、流动规律，提供了一种有效的手段。多相流在管内的流动过程中，浓度场的分布受到诸多因素的影响。颗粒重力的作用，在水平管段颗粒会向管底方向沉积，但在气流速度达到一定数值的情况下，形成均匀流。在垂直管段多相流的浓度分布，并不是简单的因为管壁附近空气和管壁摩擦而速度降低颗粒的运动速度较慢，颗粒和管壁面的摩擦作用及气流湍流脉动在边界层上的逐渐消失而形成了管中心浓度低，四周浓度高的情况，而是浓度不断发生扩散和混合的变化之中。管内多相流浓度场分布在不同的Z／D数值下其分布是不同的，但其变化有一定的规律性，整个流动过程中，多相流的浓度场分布是一个扩散的过程。管内多相流在流动过程中出现旋转推进，并非完全均匀混合，而是在某一部分出现高浓度，某一部分浓度较低，这样高低浓度流在推进过程中扭合、渗透。气流速度的衰减，也会影响多相流浓度场分布。弯头的存在对多相流产生离心力的作用，而出现高低浓度的不均匀分，同时也改变了弯头后的多相流的流速。在风速不变的情况下，随着给粉量的增加，多相流的浓度分布趋向缓和，给粉量的增加也造成颗粒与气流的跟随性变差。光学波动法测量多相流浓度的方法对工程应用有重要的指导意义。在电站锅炉中高、低浓度场随着磨煤机给粉量的增加而趋向缓和。煤粉管内两相流的速度分布呈现抛物线状，但随着颗粒浓度的增加，速度逐渐减小，速度的变化也趋向平缓。煤粉管道内煤粉浓度增加，造成与气流的跟随性变差，两相流的速度减小；反之，浓度减小，速度增加。浙J_j尸川吹卜华位论文摘要 最后利用小波分析这一数学工具，对管内多相流的浓度信号分布进行了初步探索，为研究气固多相流浓度分布提供了新的途径。通过对气固多相流的浓度测量研究，能准确分析气相、固相运动特性。以小波分析为载体对浓度信号进行细节卜的描述，并且可以利用重构的办法，构造出极为接近的信号，随着分解层数的增加，构造信号与原始信号之间的误差越小。由于试验系统的原因，气固多相流浓度信号不一可避免的存在高频噪声和低频扰动，采用小波分解和重构可以使这方面的问题得到抑制。可以利用小波分析分层的方法，很容易的选择有用的频段进行分析，这对噪声的消除有利。
参考文献：
[1]. 基于非接触电阻抗测量的气液两相流参数检测新方法研究[D]. 吕颖超. 浙江大学. 2017
[2]. 小波分析技术在两相流检测中的应用研究[D]. 冀海峰. 浙江大学. 2002
[3]. ARMA模型在两相流检测中的应用研究[D]. 厉燕新. 浙江大学. 2004
[4]. 电容层析成像图像重建与气力输送两相流可视化测量研究[D]. 王泽璞. 华北电力大学. 2013
[5]. 基于电容耦合式非接触电导检测的气液两相流参数测量新方法研究[D]. 王磊. 浙江大学. 2013
[6]. 基于小波分析和神经网络的ERT系统流型辨识研究[D]. 朱波. 哈尔滨理工大学. 2008
[7]. 基于气固两相流流型图像的多参数检测方法[D]. 范振儒. 东北电力大学. 2010
[8]. 水气两相流动的数字图像测量方法及应用研究[D]. 许联锋. 西安理工大学. 2004
[9]. 新型信息处理技术在气液两相流流型辨识中的应用研究[D]. 丁浩. 浙江大学. 2005
[10]. 射流和管内气固多相流测量研究[D]. 杜黎龙. 浙江大学. 2002