振动工况下环管内气液两相流参数分布实验研究

为模拟地震对反应堆堆芯内两相流动的影响,将振动产生装置与实验段结合,并利用电导探针技术实验研究了振动工况下环管内气液两相流局部参数的分布特性。振动装置所采用的偏心轮的偏心距为15.875mm,并可通过调节电机转速获得不同的振动周期。环管实验段内径和外径分别为19.1mm和38.1mm,总长度为2.32m。实验以空气和水为工质,流动工况覆盖了泡状流、弹状流及搅混流等流型。实验结果表明,振动对管内气液两相流局部参数如含气率和界面浓度等分布具有重要影响。随振动周期的减小,管内两相流参数分布发生明显变化。另外振动对低含气率的泡状流影响较大,随含气率的增加,流型逐渐向搅混流过度,振动对两相流参数的影响逐渐减小。

Airglow observation by Fabry-Perot Interferometer

An all-sky and a scanning Fabry-Perot interferometers (FPI) have been developed for observations of vertical winds and two-dimensional atmospheric motions in the low-thermosphere and the mesosphere region by the measurement of Doppler shift and broadening of airglow emission lines. The system of FPI is described and the method of data analysis is proposed, an example of observation is also given.

静水中较大气泡运动特性实验研究

对较大气泡在静水中的水力学特性、气泡上升速度、气泡形状与曳力系数等进行研究。气泡的产生是通过将特定体积的气泡存放在倒置的球帽杯中,然后释放到静水中。气泡的运动特性通过高速摄像仪捕捉,气泡相关运动参数通过数字图像处理程序得到。实验得到不同尺寸气泡在静水中上升的特性,并将实验结果与现有的曳力模型进行比较,表明Tomiyama等关系式对于曳力以及气泡最终上升的预测比Ishii-Chawa模型好,较大气泡的形状具有一定的相似性。实验结果对存在较大气泡的两相流动特性以及相间交换特性有重要意义。

振动幅度对两相流局部参数变化影响研究

为研究实验段振动对管内两相流局部参数变化的影响,利用电导探针技术对振动状态下局部两相流特性参数包括空泡份额、气泡直径和界面浓度进行了测量。实验首先在静态工况下进行,通过固定在实验段上方的偏心轮转动获得振动工况。实验段振动周期保持在0.5 s,偏心轮提供的振动幅度分别为4.8 mm、9.5mm和15.8 mm。实验结果表明,振动对环管内气-水两相流局部时均参数分布影响很小。但振动引起的附加惯性力作用使两相流局部参数径向分布在实验段振动周期中发生明显变化,而且局部参数的变化幅度随实验段振幅的增加而显著增大。在含气率较低的流动工况,当振幅增大到15.9 mm时振动工况下径向空泡份额峰值较静态工况下的空泡份额峰值的增量可以达到70%。但振动对局部流动参数的影响随气流量增大而降低。

基于卷积神经网络的大尺寸气泡体积二维图像测定方法

由于表面张力与惯性力作用,静止流场内较大尺寸气泡[500<气泡雷诺数(Re)<2000]形成不规则几何形状,造成二维图形处理方法等效球体或椭球获取三维体积的方式误差较大。此外,由于不规则界面的散射和反射,引起二维图像处理中边界模糊,难以辨识。本文以高速摄像机获得的静止流场内大尺寸气泡二维灰度图像作为卷积神经网络(CNN)的输入,以图像内气泡二维投影面积及实验获得三维体积训练网络,并用训练好的网络预测气泡体积。实验采用小气泡叠加法获得真实气泡体积,与网络预测结果进行对比。结果表明,该方法与传统图像处理方法相比,不需要对气泡形状进行假设,提高了对大尺寸气泡的适用性。