粒子速度场仪在泵装置内流测量研究中的应用

介绍国内外利用PIV(粒子速度场仪)对泵装置内部复杂流动测量的研究进展,分析了针对泵装置内流测量的PIV系统的特点,概括了目前在泵装置测量方面已取得的研究成果,最后预期了PIV技术在泵装置流场测量应用方面的发展方向。

粒子图像速度场仪用于叶轮机械内流测量的研究

介绍国内外利用粒子图像速度场仪（PIV）对叶轮机械内部复杂流动测量的研究进展,分析了针对叶轮机械内流测量的二维PIV系统的特点,并概括了目前在叶轮机械测量方面已取得的研究成果,最后预期了PIV技术未来的发展方向。

激光粒子图像速度场仪的开发

:激光粒子图像速度场仪 (LPIV)是近年发展起来的一种流速测量新技术。本文开发了一套激光粒子图像速度场仪系统 ,其中包括成像及查询系统两大部分的开发。该系统利用灰度判别法来判别粒子图像的运动方向。

粒子图像速度场仪在室内气流流场测试中的应用

介绍了粒子图像速度场仪(PIV)的原理和特点,针对空调房间两股射流对喷的实例,进行了CFD仿真和利用PIV进行试验的结果比较,结果表明PIV能够为CFD提供实验验证。

粒子图像速度场仪的特点及其应用

介绍了粒子图像速度场仪(PIV)的特点,结合在水流流场中的实际应用,为CFD实验研究提供了验证的依据.

应用粒子图像速度场仪测试圆柱绕流涡的结构(英文)

利用粒子图像速度场仪(PIV)的2帧互相关技术,在风洞中测量雷诺数为500的圆柱绕流.通过展示一个涡的产生、发展及脱落的连续瞬时速度矢量场、流线图、速度量级等势线图和涡量等势线图,分析圆柱后涡系发展及涡量输运规律.

基于PIV的大豆蛋白液双枪喷涂速度场的研究

目的 为了在保证喷涂雾化表征均匀性的前提下实现宽幅覆膜,提高覆膜的效率,以期得到均匀一致的大豆蛋白覆膜。方法 利用粒子图像速度场仪(Particle Image Velocimetry,PIV),对不同干涉程度下的大豆蛋白液双枪喷涂雾化场进行拍摄,利用PIV和Origin软件处理图像,得到速度数据并对比。结果 随着双枪间偏转角的增大,基线上的平均速度减小;偏转角为0°时,两喷雾粒子流在干涉线处碰撞,少有透过干涉线的粒子;在不同偏转角下,基线上的速度峰值从大到小为偏转角7°时的速度峰值、偏转角0°时的速度峰值、偏转角15°时的速度峰值;当偏转角为0°时,随着液压的增大,基线上的第2个速度谷值会右移,并且会增大直至消去。结论 当偏转角为0°、液压为0.24 MPa时,在基线上干涉区域内的速度最均匀。

间冷式冰箱冷冻室粒子图像速度场测量和数值模拟

将BCD-190W型间冷式冰箱冷冻室作为研究对象,采用模型实验的方法并应用粒子图像速度场仪系统对冰箱冷冻室内的流场进行了实验研究.以相似理论为指导建立了间冷式冰箱冷冻室物理模型,采用块结构化网格对计算区域进行了网格划分.选择风扇出口平面作为计算区域入口边界,应用RNGk-ε模型建立了冷冻室内空气流动的三维紊流数学模型,用SIMPLEC算法对模型进行了求解.数值模拟和实验结果吻合良好,证明所建立的模型是正确的.实验和模拟结果均表明:顶层间室送风射流有利于阻隔环境传入的热量;中间层左右对称的送风口中心流速的差别约为28%,将造成间室内温度分布严重不均匀;底层送风口存在明显的射流短路现象.

两相流稀相微粒速度场测量技术研究

通过引入粒子计数法,对基于二进制图像分析算法(BICC)的粒子图像速度场仪(PIV)的粒子图像跟踪技术进行了改进.数值模拟了3个典型的两相流稀相微粒流场,即等线速度旋转流场、旋涡流场和两个相向运动的射流汇合流场,并把改进后的微粒跟踪技术用于模拟流场中粒子对的识别研究.结果表明:改进后的方法能很好地识别与跟踪粒子对,计算速度快,准确率高达97%,适用于两相流稀相微粒速度场的测量;随着粒子对数目的增大,相关系数降低;随着粒子半径的减小,相关系数分布渐趋陡峭;最佳粒子对数目为8～12,最佳粒子图像半径为3～8像素.

狭窄血管内流场的PIV实验研究

为了对狭窄血管内的剪切应力等流动力学参数及流场形态进行可视化测量,利用三维粒子速度场仪在不同雷诺数下对50%狭窄的颈动脉血管内的流场及剪切应力等流动参数进行了测量.实验结果表明,血管狭窄下游出现了较大范围低剪切应力区域,该区域内剪切应力值低于多数研究认为的能够避免血管内皮细胞损伤的最低值0.4 Pa(4 dyn/cm2).此结果支持了低剪切应力在血栓形成中起着重要作用的观点,同时血管狭窄处出现了较小范围的高剪切应力梯度区域,狭窄下游的涡流则会不断卷吸部分血液反复通过此区域造成血液成分受损,加速斑块的形成.

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.

射流泵流场的PIV测量

利用粒子图像速度场仪(PIV)对射流泵渐缩锥形入口、等径直管内有限空间水射流进行测量。该射流泵喉管面积与喷嘴面积之比为4 75,基于射流泵喷嘴直径D和喷嘴出口流速计算的雷诺数为3 68×105。通过流量比在0 20～0 80之间的变化来研究流量比对流场的影响。获得了射流泵对称面流场的速度矢量、轴心速度分布和轴向速度等值线图。结果表明:当射流泵的面积比确定后,射流泵内有限空间射流结构只与射流泵的流量比有关,流量比愈小,其轴心速度衰减得愈快,高速射流区愈短。测量结果为射流泵理论研究和优化设计提供可靠依据。

用PIV进行静电旋风除尘器流场的测定

研究静电旋风除尘器内的流场 .采用 PIV(粒子图像速度场仪 )对不同进口流速、不同截面位置的流场进行了测定 .试验结果表明 ,在静电旋风除尘器的捕集空间内 ,径向速度值很小 ,切向速度沿轴向及径向的变化很大 .应用 PIV测定流场 ,具有对流场完全无干扰 ,一次能够测量整个视场等优点 .

多喷嘴射流泵流场的数值模拟与PIV测量

为研究多喷嘴射流泵性能和内部流场特征,设计了不同结构的多喷嘴射流泵试验模型.采用k-ε湍流模型和壁面函数法对不同参数下的多喷嘴射流泵进行了数值模拟,模拟结果表明,喷嘴数和喷嘴角度及喉嘴距对射流泵工作性能影响较大;在吸入室及喉管入口处湍动能较大.利用PIV系统对不同结构射流泵内部流场进行了三维测量,获得了射流泵对称面流场的速度矢量和湍动能等值线图.试验结果表明,其速度梯度衰减得愈快,工作流体和被吸流体混合距离越短.验证了多喷嘴射流泵可缩短喉管长度.测量结果证明数值模拟的正确性,为多喷嘴射流泵理论研究和合理设计提供了理论依据.

不同类型防护林绕林流场的PIV测量

利用粒子图像速度场仪(PIV),采用2帧-互相关的分析技术,对紧密型、疏透型和通风型防护林流场的流动特征在环境风洞中进行实验研究。通过PIV系统测量,得到不同类型防护林绕林流场的速度矢量图、流线图和涡量场图,并对各个流场特征进行探讨。

锥-射流模式下毛细管静电雾化流场的PIV测量

采用粒子图像速度场仪测量了毛细管微射流静电雾化流场,获得了毛细管静电雾化的典型雾化模式和锥-射流模式下雾场中雾滴的速度矢量图与流线图,分析了雾滴在输运过程中的受力情况和静电电压作用下的速度与流线变化。实验结果表明:在静电力与极化力、重力、流体拖曳力等共同作用下,随着荷电电压的增加,雾场流线分布均匀,雾滴在轴线上速度逐渐增加。在任一电压下,随着射流轴向距离的增加,同一截面上雾滴速度都有所增加,且速度的均匀性沿轴向有所提高。

利用PIV技术对柴油机高压喷雾流场的可视化研究

研究不同喷雾时刻及介质状态变化对柴油喷雾流场的影响.采用PIV(particle image velocimetry)激光测试技术对高压柴油喷雾流场进行速度场测量实验.实验时利用前次喷雾的液滴作为示踪粒子对当次喷雾进行速度场计算.分别进行了单次喷雾时刻、喷油压力、介质密度不同时的喷雾实验.喷雾过程中在雾注前锋周围会形成卷吸涡,且其强度随喷雾的发展及喷油压力的提高而增加;当介质密度增加后,雾注前锋贯穿速度降低,相对速度增加.柴油喷雾过程中形成的卷吸涡有利于柴油向周围空气的扩散,提高喷油压力可以有效地强化这种效果;介质密度增加使液滴密集度增加,对油气扩散混合有不利影响.

机翼形堰绕流流场的PIV测量

为了研究机翼形溢流堰流动特性并探讨其水力特性,利用粒子图像速度场仪(PIV)在水槽中测量了相对水头高度(H0/P)分别为1.05,1.25,1.37,1.48,1.54时堰高与堰长比(P/C)为0.30的某机翼形堰的绕流流场,获得了5种雷诺数(Re)下对应流场的速度矢量、流线和涡量图.试验结果表明:在不同相对水头高度或来流速度下,机翼形堰具有相同的溢流流动特性,其速度、涡量分布规律基本相同,流线近似平行,流动平稳,无明显的漩涡出现,其绕流流动类似'贴体'流动,试验中堰顶处主流最大速度为0.36 m/s,上游堰踵和下游堰趾处速度较主流速度小得多,其值大小为0.05 m/s,速度的降低有效减少了水流对堰面的冲刷.堰顶处涡量最大为19.12 m2/s,加快了堰顶水流能量的耗散;上游堰踵和下游堰趾涡量几乎为0,避免了堰踵与堰趾出现危害性负压.

离心泵内部流场试验研究与数值计算

采用先进的流场测试仪器PIV在不干扰流场的情况下,对叶轮内部流场进行高精度测量,并利用流场计算软件Fluent对离心泵在不同工况下的流场进行模拟,获得了流道中相对速度的分布。结合数值计算与实验研究,对离心泵叶轮内部流场进行了初步分析。实验结果表明,计算所采用的k-ε模型的修正方法基本符合此型泵内部流动的实际情况。

几种特种测试技术在流体机械内流场测试中的应用

介绍了现代流动测试技术的特点、发展趋势及本课题组在流体动力设备研发方面的应用研究工作。主要工作有:热线风速仪技术(HWA)用于离心压缩机扩压器流场测试研究、用于湍流边界层的减阻控制研究;粒子图像速度场仪技术(PIV)用于叶轮机械动静相干非定常流场的研究、用于管道内横向射流的研究;激光多普勒测速仪技术(LDV)用于风机叶轮流场的测试研究等。