气液搅拌混合装置中气泡大小分布的微机自动测量系统

采用毛细管光电法,并用微型计算机构成的测量系统,较好地解决了气液混合装置中气泡大小分布的在线自动测量。它测量准确度高,速度快,操作简便,为研究气泡的分散机理以及气液反应器的监控提供极其有用的近代化科研手段。本文阐述了光电检测法原理,介绍微机测量系统的硬件配置和信息采集和数据处理软件,并附有运行实验结果。     

光电毛细探头测定气泡尺寸分布的压力校正

本文从一维两相流的基本理论出发,分析了毛细管气泡块状流(BSF)的复杂形态,推导出了垂直毛细管内BSF的轴向压力梯度的理论公式。并在实验基础上,建立了光电毛细探头技术(Ⅰ)测定气泡尺寸分布(BSD)的压力校正方法。同时,将Apple-Ⅱ型微机配置于Ⅰ中,成功地实现了BSD的在线测定。对泡沫分离塔内表面活性剂溶液的气-液分散系统进行了测定。实验结果表明:真实气泡直径与校正后的实验测定值之间的最大绝对偏差≤0.07mm,最大相对偏差≤4.26%。     

泡沫分离技术的研究——Ⅴ.泡沫分离塔内气-液两相的流体力学

在已建立的光电毛细探头技术测定气泡尺寸分布的压力校正方法基础上,应用光电毛细探头微机在线测量方法,研究了各种操作参数,如气体流速、进料量、进料浓度、溶液中NaCl浓度、气体分布器以及布气状态等,对泡沫分离塔内气泡和泡沫气泡尺寸与分布的影响。并在此基础上,由实验结果得到了关于泡沫排液的定量模型,以及鼓泡区内气含率、空塔气速、溶液表面活性剂浓度等参数之间的定量关系。这些定量结果将进一步用于泡沫分离塔的设计计算中。     

基于光电池阵列的小通道气液两相流气泡参数检测方法

提出一种基于光电池阵列的小通道气液两相流气泡尺寸(气泡截面直径及其截面中心点位置)检测新方法。该方法先利用光电池阵列传感器获得反映小通道内气液两相流气泡截面信息的光强分布信号,然后利用主成分分析对信号降维,最后利用支持向量机(SVM)方法分别建立气泡截面直径和气泡截面中心点位置的测量模型,并进而实现气泡截面直径及其截面中心点位置2个参数的测量。在内径为4.04 mm的水平玻璃管内进行的初步实验研究结果表明本文所提出的基于光电池阵列的小通道气液两相流气泡尺寸检测方法是可行的、有效的。气泡截面中心点位置测量的最大相对误差小于8%,气泡中部截面直径测量的最大相对误差小于10%。     

气泡干涉的远场分析

对透明液体、固体中气泡在激光照射下产生的一种非单心光束干涉进行了远场分析,得到了程差公式,分析了干涉的区域、圆环状干涉条纹内密外疏的原因,通过干涉的方法可以测量气泡的直径,能够用于介质深处气泡尺寸及泡内气体折射率的测量.     

疏水界面纳米气泡特性及其对矿物浮选行为影响研究

纳米气泡在细粒浮选中具有巨大的应用潜力。本文利用原子力显微镜研究了纳米颗粒的身份识别、测量参数对纳米气泡形貌的影响以及纳米气泡对pH、盐浓度和表面活性剂浓度变化等外部刺激的应答。实验发现纳米气泡可在室温环境中的固液界面成核,接触模式下针尖驱动的纳米结构间的兼并现象为纳米结构的气相本质提供了实验的证据。盐及MIBC浓度的变化对纳米气泡的横跨尺寸和高度无显著的影响,LiCl的添加对纳米气泡的横跨尺寸分布影响不大,但是显著影响了纳米气泡的高度分布。本文研究结果可为基于纳米气泡强化的矿物浮选过程设计提供参考。     

刹管法产生瞬态单一空气泡与氙气泡发光强度的实验测量研究

空化泡内气体对空化泡的产生、生长、崩溃及其发光机理研究有重要意义。基于刹管法,在去离子水与12,丙二醇中通过插不锈钢杆和插毛细管产生瞬态单一空气泡与氙气泡,测量了三种情况下气泡空化发光的强度,拍摄了1,2丙二醇中瞬态单氙气泡空化过程的高速照片。实验结果表明:插杆产生的空气泡的发光强度大于插毛细管产生的空气泡的发光强度,而插毛细管产生的空气泡与氙气泡的发光强度比较接近,瞬态单氙空化气泡接近于球形。分析了这些新现象产生的原因。     

用动水力学法量测水中气核尺寸和其分布

此文描述了关于在水中直接量测气核尺寸和其分布的方法,利用光电三极管系统我们能够检测一个小文杜里管中开始爆炸的空穴气泡,如果在初始空穴阶段文杜里管喉部的压力为已知,我们就能计算出气泡的临界尺寸,文杜里管的上游压力可以量测,根据气泡的临界尺寸和上游的压力,水中的气核尺寸就可以确定.     

气液两相弹状流动中气弹及其尾流气泡参数的瞬态测量

利用管内气液两相弹状流中因气弹周围液膜加速、减速所致的波动差压,实验测量了气弹速度、气弹长度以及气弹尾流作用长度等参数,并利用气弹尾流气泡群在尾流瞬变压力激励下所辐射的声波及其频谱,对尾流气泡群的最可几尺寸进行了测量．实验结果及误差分析表明,该测量方法比传统方法在无流场干扰、测量结果多样性等方面显示出较强优越性．     

气液两相流特征参数的微机测量系统

本文描述了测量气液两相流特征参数(液滴、气泡尺寸及其分布和液膜厚度)的微机系统,并着重分析了三种传感器的测量机理。     

亥姆霍兹线圈的磁场及其测量

给出了一种测量亥姆霍兹线圈磁场分布的一种新方法。利用单片机技术将霍耳探头所检测到的磁感应强度的信号显示到点阵屏上,在磁场中移动霍耳探头即可将亥姆霍兹线圈轴线上磁场分布规律以曲线和数显的形式显示出来。在教学和科研中具有一定的使用价值。     

光纤测量粒子直径的方法研究

本发明方法是用光纤测量粒子直径及分布的方法。通过在光纤探头内的若干根光纤传输光束直接发射到被测粒子上,由设置在光纤探头内的接收装置把接收到的粒子遮挡光信号传送到光电元件;经处理,由计算机采集,然后计算出粒子运动速度、方向、直径及分布。它能精确、快速地测量大于20μm 的粒子运动速度,方向,直径及分布。     

固定汽泡周围的温度场分布

为估计M arangon i对流和自然对流对汽泡周围流场的影响,对加热面朝上和朝下的不同大小和过冷度的汽泡周围温度场进行了测量。通过比较测量所得温度场和带N av ier-S tokes方程的数值模拟结果可知,在完全没有浮升力时,M arangon i流会使得流场呈现一个向下的类似于射流的形状,但有了浮升力,向下的流动会立刻转向上,在加热表面附近形成涡流。即使加热面朝下,这种浮升力引起的自然对流依然影响整个流场,以至于这个系统不能很好地表现在微重力条件下的汽泡周围的流场。     

五孔探针计算机测定系统及氧煤枪三维流场试验

开发了基于五孔球形探针测速法的三维流场计算机测量系统，并将其应用于一系列新型氧煤枪流场测量。该系统具有简单、方便、快速、精度稿等特点。对ＧＹ－Ｂ１型高炉氧煤枪的流场测定分析表明，直吹管内各截面上的轴向速度类似高斯分布；氧煤枪出口附近的动量、质量交换激烈，有助于氧，煤的混合和燃烧。     

利用红外对管进行无干扰气泡上升速度测量的实验研究

采用红外对管作为测量手段,对空气气泡在去离子水、质量分数为10%的氯化钠水溶液、质量分数为5%以及10%的酒精水溶液中的上升速度进行了实验研究.实验结果与Mendelson经验公式以及Harmathy经验公式的预测值相比,误差小于15%,与数码摄像法的实测值吻合良好.该法具有设备简单,操作方便,成本低廉,对流体物性无影响,不干扰气泡的上升过程等特点,特别适宜测试毛细管等微管内气泡(气弹)的上升速度,是研究毛细管传热及微通道气液两相流动力学的较好方法.     

双层桨结构自吸式反应器的气含率

根据单层桨自吸式反应器吸入的气体主要集中在反应器上部的缺陷,采用了4种桨型作为下层搅拌桨,并研究了下层桨桨径、桨间距和导流筒的影响.测定了釜内总气含率与釜下半部的气含率,发现下层桨不仅决定气含率在釜下部的分布情况,而且对自吸式桨的气体吸入量也有很大影响,与理论推导的结果完全吻合.找到了合适的搅拌浆组合形式,该组合符合流体力学理论,在工业装置上的应用取得成功.     

PSTM四层介质理论探测场的数值模拟

使用最新光子扫描隧道显微镜探测场的理论计算公式，采用比较符合实际探测的理论模型，对ＰＳＴＭ探测场进行了计算机数据模拟，对探测场分布随扫描控制参量的变化规律进行了系统的研究，     

用光纤探头测定流化床中气泡的特性

使用以光导纤维联机的光纤探头在线检测系统,同时测得鼓泡气固流化床反应器内的气泡刺穿长度、气泡直径、气泡上升速度、气泡频率、气泡分率及气泡内固体含量等参数。并由此关联出粗颗粒系统的新的气泡直径关联式。     

集成测量系统中摄像机的标定方法

针对三坐标测量机(coordinate measure machine,CMM)与计算机视觉集成测量系统中摄像机的标定提出了一种简单、快速的标定方法.该方法把制作精度、定位精度高,运动范围广的CMM测头作为标定物,采用两步法对摄像机进行标定.标定过程中控制测头运动到指定位置,采集测头图像,用图像处理技术实现测头中心亚像素级定位,实现空间点和图像点的对应.标定方法简单,无需制作标定物,避免了标定物制作误差和角点定位误差的影响,可任意增加标定点的个数、指定标定点的位置.