基于激光消光法的小通道液固两相流参数检测研究

【摘要】小通道液固两相流广泛存在于医药、化工、材料制备等领域,对其流动特性和参数的检测具有重要的理论意义和实用价值。小通道液固两相流的特点在于,由于受到小通道较小水力直径的限制,通道面积/容积比增大,表面张力等原因,小通道液固两相流的流动特性与常规管径不尽相同,导致很多常规领域常见的检测手段不能适应小通道液固两相流相关参数的检测,现有检测技术和方法大多仍处于实验室研究阶段。本毕业论文针对目前小通道液固两相流参数检测手段不足的现状,提出了基于激光消光法的小通道液固两相流参数检测方法,主要科研成果和结论总结如下：1.设计并搭建了一套基于激光消光法的小通道液固两相流参数检测系统,将光电池阵列传感器引入小通道液固两相流的参数检测中,获取了比单个光电池更加丰富的测量信息。2.在不同内径的小通道中进行了液固两相流参数检测的实验研究,并对实验中出现的三种典型流型(悬浮流、管底流和动床流)的流动特性进行了分析。将采集的光电池阵列信号,利用傅立叶分析和概率密度方法进行了分析,结果表明,对于不同流型,不同管径,不同颗粒尺寸的小通道液固两相流,所引入的光电池阵列传感器的输出信号在时域和频域具有明显的特征,可以用于小通道液固两相流的流动状态分析和判别中。3.提出了基于激光消光法的小通道液固两相流的截面颗粒浓度和颗粒平均流速的检测技术方案。根据小通道液固两相流的特性分析和光电池阵列的输出信号,建立了截面颗粒浓度和颗粒平均流速的测量模型,在内径为8.0mm、5.2mm、4.4mm、4.02mm和2.8mm的水平小通道上进行了实验验证,并将测量的结果与单个光电池的测量结果进行了比较,结果表明,本论文提出的小通道截面颗粒浓度和颗粒平均流速测量模型是可行的,颗粒浓度最大测量误差小于10%,颗粒平均流速测量误差小于10%。
【作者】毛德健；
【导师】冀海峰；
【作者基本信息】浙江大学，控制工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】小通道；液固两相流；截面颗粒浓度；颗粒平均流速；激光消光法；

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