利用PIV测量铜尾矿絮团密度

为了测量铜尾矿絮团的粒径及速度,建立了2D-PIV.将少量絮团投入测量系统,利用PIV采集图像。通过对采集的图像分析,得到颗粒粒径及速度,由修正的斯托克斯方程计算得到絮团密度。结果表明,PIV测量系统减少了测量沉降速度和推断絮团密度的不确定性,可得到较准确的结果。     

气固两相射流瞬时速度场和浓度场的PIV研究

为深入了解气固两相流的瞬态特性,利用自行建立的粒子图像测速(PIV)系统对出口内径为10mm的气固两相自由射流流场进行了实验研究。将小粒子(粒径在1μm左右)和大粒子(粒径大约100μm)混合后,添加到气流中,应用PIV技术获得的图像,经处理后分裂成气相和固相两组PIV图像,通过数据处理后,得到了瞬时的气固两相速度场和固相浓度场的分布,同时对气固两相流动特性进行了分析,证实利用PIV技术可有效实现气固两相流的测量。     

气泡雾化喷嘴下游流场的特性分析

用Fluent软件对气泡雾化喷嘴下游不同截面雾化液滴的平均直径和速度分布进行了模拟计算.分析了雾化粒径与喷嘴直径、气液质量比、气体压力和液体流率之间的关系,以及雾化粒径和流动速度随喷嘴距离(轴向和径向)的变化规律.结果表明,雾化粒径与喷嘴直径之间呈近似正比关系,与气液质量比之间呈近似反比关系,而与气体压力和液体流率之间则存在最优匹配问题.随着喷嘴距离的增大,雾化粒径增大,而流动速度减慢.     

内燃机缸内流场测量示踪粒子的选取与供给

为了了解内燃机缸内流场状况，研究了使用激光粒子图像PIV测量技术时示踪粒子的选取原则和添加方法，介绍了自行研制的带有Laskin喷嘴的新型粒子添加装置及其在实际发动机缸内流场测量中的具体应用．结果表明，该装置可以产生粒径均匀的液态示踪粒子，这些粒子具有良好的跟随性和光散射特性，所得的PIV测量结果比较理想．     

结合超声雾化技术的液体除湿系统分析

对传统的填料塔式除湿方式进行改进,引入超声雾化技术,建立数学模型,对此新系统所需雾化量进行计算;对除湿过程中的颗粒沉降过程进行数学分析,得出气液混合管道中粒径、管径、管长的组合原理;对除雾器进行选择,使其能同时满足除雾和低压降的要求;分析此系统与其他液体除湿系统相比所具有的优点。研究结果表明:结合超声雾化技术的液体除湿系统达到同样的除湿效果,液气比(即液体与气体的质量比)大大降低,是Fumo填料塔式实验中液气比的1/5;推荐气液混合管道的长度为2~4 m,雾化颗粒粒径为20μm左右;除雾器推荐选用丝网除沫器;与填料塔式相比,相同的除湿剂通过雾化作用产生的反应表面积是填料式的几十到几百倍,减少了除湿剂用量,降低了动力消耗;与喷淋塔相比,超声雾化方式能够产生粒径和初始速度都很小的优质液滴,同时,能够有效保证空气的除湿反应时间。     

循环流化床制取流体冰中液滴碰撞-聚并实验研究

对雾化液滴在液-液循环床体内碰撞-聚并现象进行了研究．在相同喷速下，通过改变载冷介质流量和温度，考察了影响液滴聚并发生频率的关键因素；采用高分辨率数码摄像仪实时采集床内颗粒在同一工况下不同高度处的流动状态，应用图像处理与数值计算相结合的方法，分析了颗粒平均粒径沿床高的变化趋势；对载冷介质温度最低时实验所获得的冰晶进行粒径的测量与统计整理，探讨了抑制液滴聚并的方案．结果表明，液滴聚并严重地影响了冰晶尺寸及其分布；在载冷介质流量较小时，液滴聚并频率大大降低，而在载冷介质温度较低时，液滴表面局部破碎及快速冻结导致颗粒平均粒径沿床高呈减小的变化趋势．在保证经济性及不冰堵的条件下，可以通过降低载冷介质温度和减小其流量来改善所制取流体冰冰晶的质量．     

气力式喷嘴加压雾化性能研究

对三通道气力式喷嘴进行了雾化室加压环境下的雾化试验研究,分析了雾化室环境压力与其它喷嘴运行参数对喷嘴雾化性能的影响。研究发现,雾化室环境压力的提高有利于气液两相的相互作用,可以有效降低雾化粒度平均直径,且当气耗率不变时,雾化粒径SMD与雾化室环境压力呈负指数的幂函数关系,即SMD∝P^n。n值在-1．0--13之间。     

溶剂超临界CO2雾化萃取法制备乙基纤维素微粒的研究

通过溶剂超临界CO2雾化萃取法制得了乙基纤维素微粒．研究了溶液喷口流速、溶液浓度、温度、压力对颗粒粒径及其粒径分布的影响．结果表明，改变工艺参数，可在较大范围内调控微粒大小，所得微粒平均粒径为0．64～10．83μm．随着温度和溶液浓度的增加，颗粒粒径及其粒径分布增加；随着压力和溶液喷口流速的增加，颗粒粒径及其粒径分布减小．     

悬浮颗粒两相流图像处理方法

利用三维颗粒成像测速 (PIV)技术研究颗粒悬浮两相流中颗粒相速度和相分布 ;用图像采集卡将摄像机拍摄的流动图像实时的存储到计算机中 ;用自行开发的颗粒图像处理及分析软件对其进行图像增强、分割、识别和理解等一系列数字化处理后 ,将每一个颗粒的大小和其中心位置由计算机自动判别。研究了实验各个环节对判别结果的影响 ,开发了可用于颗粒两相流 PIV测量的图像处理软件 ,颗粒识别率达到 85 %以上 ,颗粒中心定位精度达 1～ 2个象素     

双流体喷嘴荷电雾化特性

针对压力雾化难以雾化高粘度液体的问题,设计了双流体喷嘴,利用气体动能提高雾化效果.以空气、水为介质,对双流体喷嘴进行了试验研究,测量得出了各控制参数间的互相牵制关系,发现了气液流量之间的一般规律.改变气液压力可以有效改变喷量与雾滴粒径以满足不同雾化要求,雾化片孔径的大小对雾化特性的影响很大.电极电压增大,荷质比随之增加,并从理论上进行探索,分析得出了当荷电雾滴荷质比达到分裂极限时,雾滴将进一步破碎雾化.试验表明,该喷嘴具有气耗低,喷量调节范围宽的特点,对高低粘度液体均能有效雾化,荷上静电以后,液滴粒径更加细小、均匀.     

基于图像分析的堆浸铀矿石颗粒参数辨识

采用数字图像处理技术对铀矿石颗粒参数进行测量,并确定铀矿石块度分布.首次将图像引导滤波器应用于矿石图像滤波,较好地滤除了图像噪声和保持矿石边缘细节信息.采用基于最大类间后验交叉熵准则的PCNN图像分割算法分割矿石图像,减少了矿石粘连现象.为了解决第一次分割后矿石粘连现象,采用基于凹点匹配的数字图像切割算法对粘连的矿石图像进行第二次分割,能有效分离粘连矿石图像.采用基于形状特征的颗粒参数测量法测量颗粒参数,提高了颗粒参数的测量精度,得到了矿石块度的统计分布图.实验数据表明,该方法测量误差较小,能满足实际需求.      

多时距PIV技术在复杂流场测量中的应用

采用一种多时间间距适配(多时距)的粒子图像测速(PIV)技术对静水与横流环境下的垂向圆管射流流场进行测量，对比分析了多时距PIV技术测量结果的可靠性，探究了静水与横流环境下垂向圆管射流的运动特性。结果表明，多时距PIV技术得到的测量结果能够精确反映射流在静水和横流环境中的时均特征和紊动特征，且其精度明显优于传统PIV技术所得到的测量结果。研究发现，多时距PIV技术可既方便又精准地测量视窗内速度变化大的流场。     

盐析液固两相流场的PIV测量方法

利用粒子图像速度场仪(particle image velocimetry,以下简称PIV)测量离心泵叶轮内部伴有盐析的液固两相流场.用图像采集卡将CCD相机拍摄的流动图像实时地传输并存储到计算机中,采用自行开发的液固两相流图像处理及分析软件,先把粒子从背景中分离出来,然后通过算法,根据粒径的大小分离出固相和液相两相流的粒子.经过实际测量研究表明,该方法对硬件的依赖小,测量成本低,是一种测量输送含有盐析晶体的液固两相流动的有效方法.     

柴油喷雾粒径空间分布特征理论与实验研究

为研究小型柴油燃烧器压力雾化喷嘴在喷雾外流场空间内的柴油喷雾粒径分布特征,采用激光粒度仪测量沿喷嘴出口轴向方向各截面处的液滴粒径分布。分别测试了不同配风量,不同喷油压力,不同喷雾锥角和油量条件下在 5 ~ 50 cm截面处的粒径分布,对其液滴平均索特尔直径进行分析,用分散指数表征液滴分布的均匀性。研究表明,喷雾粒径在空间的整体分布是在喷雾出口处区域最小,在浓雾区粒径最大但分布均匀。随风量和油压的减小,平均粒径增大,喷雾锥角对粒径影响不大,而油量对全局的空间分布影响较大。液滴在风量大的浓雾区分布均匀,但油压超过 1.2 MPa,初始破碎区的均匀度反而下降。初始破碎区的液滴粒径受液滴间相互作用影响,结合实验结果,引入液滴群整体作用系数B对理论推导的临界破碎粒径公式进行修正,平均误差5%。     

小流量下尾水管锥管内流的PIV测试试验研究

采用PIV激光内流测试设备对一个改进的HL220转轮模型试验所使用的尾水管锥管流场进行了测试，并对所测试各截面上的流场分布进行了详细的分析，研究了小流量工况下锥管径向面和于午面上的流场分布规律．结果表明：在小流量工况下，尾水管锥管内的瞬态流场呈现出明显的非定常特征，锥管中心处存在明显的回流，管壁处存在涡流；不仅小流量工况下的流场与最优工况下流场存在明显区别，小流量工况下瞬态流场与时均化流场的分布规律之间也存在一定的差异．PIV测试中采集收集的实验数据，有助于混流式水轮机小流量下尾水管非稳定性分析的内在机理研究，为CFD分析提供对比依据．     

Review on development of volumetric particle image velocimetry

Volumetric particle image velocimetry （PIV） is a laser technique measuring three-component velocity field in a volume. Common volumetric PIV techniques are defocusing PIV, multi-view PIV and holographic PIV. Tomographic PIV is an advanced approach of multi-view PIV, which significantly improves the spatial resolution of the measurement by using the multiplicative algebraic reconstruction technique （MART） to reconstruct the particle field. Due to the rapid progress being made in volumetric PIV meas- urements, this article focuses on introducing the principles of different volumetric PIV methods from aspects of particle recon- struction and velocity reconstruction. Advantages and limitations on applications are elaborated. Issues specific to volumetric PIV regarding illumination, digital imaging, depth of focus, ghost particle and spatial resolution are discussed.     

图像法水泥颗粒细度及圆形度在线测量研究

水泥颗粒粒度分布、比表面积及圆形度都是水泥加工工艺过程中的重要参数。为了实现对上述技术指标的实时监测,基于图像法研制了一套在线测量系统,并在水泥厂进行了在线测量,获得了水泥颗粒粒度分布等参数的测量结果。将系统测得的粒度分布和比表面积分别与激光粒度仪和勃氏比表面积测定仪的测量值进行对比,结果基本相符。此外,针对图像法测量下限的问题,利用Rosin-Rammler分布函数对原始测量结果进行了拟合修正,拓展了图像法的测量下限,使测量结果更符合实际情况,从而为工业生产提供实时的数据参考。     

液体黏度和表面张力对雾化颗粒粒径的影响

针对工业技术中的液体雾化过程,探讨了液体自身的物理性质如黏性力、表面张力等对雾化效果的影响情况.采用二流外混式雾化器对N46机械油与150号齿轮油等不同黏度的液体及不同表面张力的液体进行实验,采用CLY-2003型激光粒度仪测量雾化后的粒径及其分布情况.测试结果表明,黏度和表面张力都是阻碍表面波振幅增大的因素,在相同的雾化压力下,黏度和表面张力大的液体雾化颗粒粒径相对较大,即雾化效果相对较差.     

基于K-均值聚类的岩芯偏振显微图像粒径分析

针对岩芯图像的粒径分析提出了一种基于K-均值聚类算法的半自动分割算法,并编写了一套颗粒粒度图像处理程序.首先将超像素处理概念应用于岩芯偏振显微图像,得到过度分割的结果,然后对分割结果进行K-均值聚类和区域融合,利用图像中的边缘信息得到了更合理的结果,并大大提高了运算的速度;根据提出的算法,基于VB.NET 2008平台构建了一套半自动岩芯图像粒度分析软件,集图像采集、图像处理、粒度参数分析、砾石种类分类以及测量报告输出等功能于一体,大大提高了岩芯粒径分析的工作效率.