收藏本站
《天津大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于电学及射线成像技术的两相流可视化研究

张志强  
【摘要】:两/多相流体的流动过程不仅是日常生活和自然界的常见现象,而且广泛存在于能源、石油、化工、冶金、制冷、宇航、医药、食品等现代工业过程中。其流动参数的测量,对于国民经济发展、资源的合理有效的利用有重大而深远的意义。然而,在两/多相流的流动过程中,由于相间流动特性差异、相间界面复杂多变,使得多相流参数的精确测量一直是科学研究和工业过程中的热点和难点。因此,课题的研究从多相流可视化测量的角度出发,对多相流的可视化测量手段,特别是层析成像技术进行了研究和分析,开发新型可视化测试传感器用于多相流的过程参数的测量和分析。主要完成的工作如下: 1、基于FPGA技术及CompcatPCI技术,设计并成功搭建了一套数字化电阻层析成像系统。该系统采用工业标准CompactPCI总线协议,具有稳定性强,传输速度快,可扩展性强等优点。基于FPGA技术实现了数字解调等数字信号处理方法,提高了电阻层析成像系统的数据采集速度。成像实验测试结果证明,该数字化电阻层析成像系统具有1300幅/秒以上的采集速度,60分贝以上的信噪比和良好的成像性能,能够满足导电物质为连续相的大多数工况的检测要求。 2、基于电容法测量原理,提出了一种基于多段电极的轴向步进法激励模式。仿真结果证明,在该模式下,系统测试得到的数据进行简单的处理后,其特征能够直接进行流型识别,不同液位层流的数据也具有明显的特征。该方法主要考察两相流体容性信息在由局部测量到全局测量过程中的信息响应特征。 3、基于电容法测量原理,开发了可应用于环形流通区域中两相流的可视化测量的环域局部聚焦成像传感器。传感器的灵敏度分析和仿真成像结果表明,该传感器具有良好的灵敏度;通过传感器的测量数据,无需进行复杂的成像算法,可直接进行环域两相流分布的成像,提供了一种针对环域流通工况下两相流的可视化测试方法。 4、利用Wire-Mesh传感器和超快X射线成像传感器进行了垂直上升管道气液两相流的泡状流和弹状流的实验。对试验数据进行处理分析,提取出截面相含率的径向分布,气相速度的径向分布和气泡大小分布等特征。实验分析结果证明,利用Wire-Mesh传感器和超快X射线成像传感器,在测量流体流动瞬时过程,具有较高的空间分辨率和时间分辨率,提供了一种测量快速流动两相流瞬态参数测量的可行性方法。通过该两种传感器图像数据提取的气相含率径向分布具有很高的一致性,偏差在4%以内;利用相关算法能够计算出气相速度径向分布;在得到气相截面含率和气相速度后,可以进行气泡大小计算,最终得到气泡大小分布情况,结果显示,在测量气泡大小分布时,在泡状流流型下,两种传感器能够得到非常一致的结果。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP274;O359.1

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘铁军,黄志尧,王保良,李海青;基于双极性脉冲电流技术的电阻层析实时成像系统[J];传感技术学报;2005年01期
2 胡金海;刘兴斌;薛国民;黄春辉;鞠明渊;;涡轮流量计对水平三相流的实验响应[J];测井技术;2006年06期
3 史学涛,董秀珍,秦明新,尤富生,汤孟兴,刘锐岗,付峰,吴小明;电阻抗参数成像数据采集系统中三种电流-电压转换器的比较[J];第四军医大学学报;2001年01期
4 张志强;董峰;许聪;;用于气液两相流测量的正弦电流激励源的设计[J];电源技术;2010年07期
5 钱亚明;蒋傲;朱杰;;基于DSP和FPGA全数字调制解调器[J];电子测量技术;2003年01期
6 任晓荣;脉冲信号电缆驱动电路传输性能分析[J];电子工程师;2002年09期
7 曲志刚;王化祥;靳世久;;数字化生物电阻抗成像系统[J];电子测量与仪器学报;2006年04期
8 王启伟;韩骏;董峰;;基于AD7366/AD7367的高速数据采集模块设计[J];电子技术应用;2008年12期
9 韩骏;董峰;李伟;徐遥远;;油水两相流质量流量小波网络软测量模型研究[J];工程热物理学报;2009年05期
10 贾志海,牛刚,王经;基于神经网络的两相流流型识别方法研究[J];高校化学工程学报;2005年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱久运;吴迺陵;;金属探测门的探测部分设计[J];安防科技;2006年12期
2 周丽雯,王师,邵富群;峰值渡越时间法测气固两相流流量[J];鞍山钢铁学院学报;2002年03期
3 王琳;刁嫣妲;李荣震;孟艳萍;朱连成;;单端反激式双输出开关电源设计[J];辽宁科技大学学报;2010年02期
4 甘永学,陈昌麟,李成功;微波吸收复合材料中镀金属碳纤维的作用机制[J];兵器材料科学与工程;1992年08期
5 郭伟凯,李家俊,赵乃勤,郭新权;微量碳纤维平行排布吸波材料结构模型(Ⅰ)[J];兵器材料科学与工程;2004年04期
6 褚海英;范瑜;;用于地铁机车的飞轮电池磁悬浮控制系统的设计[J];北京交通大学学报;2007年02期
7 赵佳;张威;方进;杨中平;郑琼林;刘友梅;;高温超导直线感应电机的电磁优化设计[J];北京交通大学学报;2011年02期
8 易灵芝,朱建林,张林亭,李卫平;软测量的工程化设计[J];兵工自动化;2002年06期
9 吕梁;樊树江;吴峻;;基于电涡流法的直线同步感应电机气隙检测[J];兵工自动化;2005年06期
10 韦萍;邵啸;赵东杰;;基于软件无线电的中频频谱监测方法的优化[J];兵工自动化;2008年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李金海;张松林;;磁流变液的颗粒沉降理论分析与实验[A];第六届全国电磁流变液及其应用学术会议程序册及论文摘要集[C];2011年
2 顾克江;;基于油气集中处理系统涡街流量计测量不确定度分析[A];江苏省计量测试学术论文集(2011)[C];2011年
3 张东;孔祥强;;空调系统冷凝器稳态分布参数模型与仿真[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
4 卢胜利;曹家麟;;灌渠斗口水流量软测量专家系统[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 张雪辉;王化祥;何永勃;;电阻与电容双模态过程层析成像系统的设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 李枫;董峰;张福生;;一种基于LabVIEW的内锥差压信号测量系统[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
7 苑舜;徐家贺;于力;;大容量真空断路器永磁操动机构的研究[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
8 刘杰;张全虎;张勇;管才路;贾小龙;惠卫华;;层析γ扫描发射测量的计算机模拟研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
9 吴从中;黄月月;汤润森;;数字下变频技术研究与FPGA实现[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
10 殷晓敏;徐婷婷;景为平;张华;;弛豫铁电单晶光传感器噪声的处理[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张大明;输煤巷道煤尘运移规律及治理技术研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
3 陆嘉;细水雾抑制熄灭气体射流火焰的实验研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 朱小林;胶粘物盘式热分散机理与能耗建模研究[D];华南理工大学;2010年
5 崔洁;分级式合成气初步净化系统中旋风分离器的分离机理与结构特性研究[D];华东理工大学;2011年
6 魏恒东;混沌直扩信号检测与混沌同步研究[D];电子科技大学;2010年
7 傅松;缸盖冷却水套内沸腾传热特性的研究[D];山东大学;2010年
8 崔永章;内置折边扭带管内混合气体对流凝结换热与阻力性能研究[D];山东大学;2011年
9 陈常念;卧式螺旋管内临界热流密度特性及其流体模化方法研究[D];山东大学;2010年
10 王道涵;新型磁通切换型磁阻电机系统的分析、设计与控制研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
2 冷碧炎;基于FPGA的火焰温度场测试研究[D];南昌航空大学;2010年
3 朱志斌;基于金属材料的扰动磁场检测技术研究[D];南昌航空大学;2010年
4 魏运飞;金属薄板的兰姆波成像检测方法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
6 张柯;逆变式磁粉探伤机的关键技术研究[D];郑州大学;2010年
7 吴志中;航空液压系统压力模块动态特性的研究[D];郑州大学;2010年
8 杨兵;基于改进介电常数模型的沥青路面面层压实度反演[D];郑州大学;2010年
9 刘佳;非能动安全系统换热器的强化传热方法[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 董景均;导航雷达信号采集及目标提取技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙斌;张宏建;;基于HHT的两相流动态信号提取与滤波的研究[J];传感技术学报;2007年04期
2 金宁德;何晓飞;罗彤;;气液两相流电导传感器测量波动信号的Wigner-Ville分析[J];传感器与微系统;2006年12期
3 金宁德;胡凌云;郑华;张淑英;;皮球集流油气水三相流涡轮流量计测量模型研究[J];测井技术;2006年02期
4 史学涛,董秀珍,秦明新,尤富生,汤孟兴,刘锐岗,付峰,吴小明;用于电阻抗多频及参数成像数据采集系统的正交序列解调法[J];第四军医大学学报;2000年07期
5 史学涛,董秀珍,秦明新,尤富生,汤孟兴,刘锐岗,付峰,吴小明;电阻抗参数成像数据采集系统中三种电流-电压转换器的比较[J];第四军医大学学报;2001年01期
6 王锡吉,王蓬;最坏情况电路分析(WCCA)[J];电子产品可靠性与环境试验;2002年02期
7 张修刚,张钦明,王栋,林宗虎;应用Coriolis流量计测量油水两相流质量流量和含水率[J];工程热物理学报;2004年06期
8 董峰;许燕斌;;电阻层析成像技术在两相流测量中的应用[J];工程热物理学报;2006年05期
9 胡俊;董峰;;基于V型内锥流量计测量气/水两相流的研究[J];工程热物理学报;2007年S1期
10 陈珙,王保良,杨江,李海青;基于小波分析的气液两相流流型模糊辨识[J];高校化学工程学报;1999年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马艺馨,董峰,郑之初,吴应湘;迭代法求矩阵广义逆的ERT图像重建算法[J];自然科学进展;2001年04期
2 张立峰;王化祥;;基于SVM及电容层析成像的两相流流型识别[J];仪器仪表学报;2009年04期
3 阮晓东,刘志皓,瞿建武;粒子图像测速技术在两相流测量中的应用研究[J];浙江大学学报(工学版);2005年06期
4 金宁德;邢荣亮;赵鑫;;纵向八电极阵列电导式两相流测量方法研究[J];测井技术;2005年06期
5 谭超;董峰;许聪;张志强;任尚杰;;用于两相流检测的电阻层析成像系统[J];东南大学学报(自然科学版);2011年S1期
6 张秋霞;石天明;刘晓飞;;基于MNR算法和自适应局部均值滤波技术的电阻层析成像算法[J];化工自动化及仪表;2010年09期
7 许燕斌;王化祥;崔自强;;基于独立成分分析的水平管气液两相流分相信息提取[J];化工学报;2009年12期
8 何泳成;王化祥;张立峰;崔自强;;基于截面含气率的气/液两相流相关速度测量[J];传感器与微系统;2009年10期
9 刘继承,刘兴斌,庄海军,袁智惠;非集流油水两相含率超声波测量方法的实验研究[J];测井技术;2005年05期
10 谭超;董峰;徐遥远;;用于气水两相流流型识别的ERT信息融合方法[J];工程热物理学报;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王化祥;张立峰;崔自强;许燕斌;何泳成;;基于电阻层析成像技术的气/液两相流测量[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
2 谭超;董峰;王斌斌;;多截面电阻层析成像系统并行数据采集的设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 曹阳;董峰;张福生;;基于PXI模块化仪器的智能ERT系统[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
4 李霞;冀海峰;黄志尧;李海青;;气液两相流ERT系统图像边缘检测方法研究[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
5 许晶禹;郭军;唐驰;张军;郑之初;吴应湘;;应用电阻层析成像(ERT)技术测量射流泵内气液两相流动[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
6 崔自强;王化祥;;基于FPGA的ECT/ERT系统激励信号源[A];第八届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2007年
7 王保良;冀海峰;黄志尧;李海青;;双模态电学层析成像系统研究[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
8 张志强;董峰;许聪;;一种用于气液两相流测量的正弦电流激励源[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第三分册)[C];2009年
9 李淑芬;王绍纯;;智能化流量测量相关仪[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1998年
10 张常浩;苏明旭;蔡小舒;沈建辉;;高浓度颗粒悬浊液中超声衰减[A];2004年全国物理声学会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张志强;基于电学及射线成像技术的两相流可视化研究[D];天津大学;2012年
2 许聪;电阻与超声双模态油气水多相流测量方法研究[D];天津大学;2012年
3 王湃;电阻层析成像(ERT)技术及其在两相流检测中的应用[D];西安电子科技大学;2013年
4 徐遥远;电阻层析成像边界重建问题的研究[D];天津大学;2010年
5 施艳艳;电导/电磁传感器两相流测量机理研究[D];天津大学;2012年
6 余金华;电阻层析成像技术应用研究[D];浙江大学;2005年
7 刘铁军;工程电导测试技术及应用研究[D];浙江大学;2006年
8 彭珍瑞;基于LS-SVM的气液两相流参数测量研究[D];浙江大学;2007年
9 李守晓;电学成像算法及气固两相流研究[D];天津大学;2012年
10 许燕斌;基于电阻成像技术的水平管气液两相流研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 华磊;电阻层析成像系统和相关技术在两相流测量中的应用[D];天津大学;2005年
2 周建会;电阻层析成像实时测量系统设计[D];中北大学;2011年
3 华爽;应用ERT技术测量两相流参数方法的研究[D];天津大学;2006年
4 杨铭如;基于Pattern Transition优化算法的电阻层析成像研究[D];东北大学;2009年
5 武华团;具有实时相位补偿特性的电阻层析成像测量系统设计[D];中国石油大学;2011年
6 胡源渊;基于相敏解调的电容耦合电阻层析成像系统研究[D];浙江大学;2012年
7 许超;基于Kalman滤波的电阻层析成像图像重建研究[D];辽宁大学;2012年
8 宋健辉;电阻层析成像测试系统中的微弱信号检测[D];中国石油大学;2008年
9 谭超;电阻层析成像系统及两相流测量的研究[D];天津大学;2006年
10 张秋霞;基于相邻对称双电流源激励的电阻层析成像测量研究[D];中国石油大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026