基于圆管内近球形颗粒-液两相流的三维颗粒图像测量技术

应用三维颗粒图像跟踪技术,对竖直圆管内发泡聚苯乙烯-油层流两相流中分散相即颗粒相瞬时分布进行非接触测量。实验用一面与正视方向成45°的平面镜将流场的侧视方向反射到正视方向,摄像机连续将流场瞬时的侧、正视像同时拍摄下来,对图像进行识别等数字化处理后就获得了颗粒像的二维平面位置。分析摄像系统的成像关系,校正摄像系统的误差,确定颗粒在竖直方向、管径方向、灰度值等方面的匹配条件,再通过侧、正视图的匹配操作找回颗粒中心的三维空间位置,为两相流的相分布测量提供了高精度的新方法。

大悬浮轻颗粒固液两相流中的有序结构

应用三维颗粒图像跟踪技术,对竖直管内向上大悬浮轻颗粒固液两相流中分散相即颗粒相瞬时分布进行非接触测量,由此对顺流方向颗粒串组成的有序相分布结构进行观察研究。实验发现,当液体流动速度大于某一确定值时会有明显的颗粒串出现,此时颗粒由于受液体速度梯度诱导的强升力作用而紧贴管壁运动;随着液体流动速度的降低,颗粒串逐渐消失而颗粒沿管径向的分布会向着管中心方向发展;当液流速度进一步降低,颗粒开始在水平方向团聚。分析表明液体流动的剪切作用是颗粒串生成和稳定的机制。实验还显示,随着颗粒相平均份额的增加,流动中串间颗粒的相互作用加强,颗粒分布结构也随之受到影响。