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1、国家自然科学基金资助项目(61372143)气液两相流中连续液相特征参数测量与分析MeasurementandAnalysisofContinuousLiquidPhaseCharacteristicsinGas-LiquidTwo-PhaseFlow学科专业：控制科学与工程研究生：杨柳湘子指导教师：薛婷副教授天津大学电气与自动化工程学院二零一五年十一月摘要气液两相流是多相流中最常见的一种形态，多相流研究在能源、水利、化工、冶金等工业部门以及气象、生物、航天等领域都有广泛实际应用价值。环状流是一种典型的气液两相流形态，液膜流量较小、动力消耗较少，传
2、质系数与热流密度较高，应用于散热、设备安全运行、提高传热传质效率、减少热量损失以提高运输效率等方面。本文以高速摄影法为主要方法，采用激光诱导荧光方法与虚拟双目立体视觉系统相结合的技术，对气液两相流中连续液相的特征参数进行了测量与分析。具体工作包含以下内容：1、对气液两相流的常见形态、气液两相流的应用环境与应用价值、气液两相流多种特征参数的测量技术方法进行了综述，介绍了国内外气液两相流的研究现状。2、针对管道轴向液膜特征参数测量，深入研究了摄像机标定方法，确定了坐标系之间的关系，基于数字图像处理技术，对环境光和激光诱导荧光方法采集的液膜图像进行分析处
3、理，有效提高了管道轴向液膜厚度的测量准确度。3、针对管道横截面液膜特征参数测量，引入虚拟双目立体视觉系统以通过双视角立体测量，以及数字图像处理方法，有效还原管道的周向流动。分析了虚拟双目立体视觉系统的测量原理，建立了简化数学模型，并对基于此的图像融合处理技术以及融合算法进行了研究。4、结合虚拟双目立体视觉系统以及激光诱导荧光方法，对水平管道内波动层状流中的液相以及竖直向下管道内环状流液膜进行了实验研究，基于图像融合方法有效重建了管道横截面图像，并对环状流液膜厚度进行了定量分析计算。关键词：气液两相流高速摄影测量优化环状液膜层状流ABSTRACTGa
4、s-liquidtwo-phaseflowisthemostcommonformofmultiphaseflow.Multiphaseflowresearchinenergy,waterconservancy,chemicalindustry,metallurgyandotherindustrialdepartments,aswellasmeteorology,biology,aerospaceandotherfieldshaveawiderangeofpracticalapplicationvalue.Annularflowisatypicalf
5、ormofgas-liquidtwo-phaseflow,whichhassmallliquidfilmflow,lowpowerconsumption,highmasstransfercoefficientandhighheatflux.Itisappliedtoheatdissipation,safeoperationofequipment,improvetheefficiencyofheatandmasstransfer,reduceheatlossandimprovetransportationefficiency.Inthispaper,
6、highspeedphotographyisthemainmethod.Withlaserinducedfluorescencemethodandtechnologyofcombiningvirtualbinocularstereovisionsystem,thecharacteristicparametersofthecontinuousliquidphaseflowingas-liquidtwo-phaseflowweremeasuredandanalyzed.Specificworkincludesthefollowingcontent:1.
7、Thecommonformsofgas-liquidtwo-phaseflow,theapplicationenvironmentandapplicationvalueofgas-liquidtwo-phaseflow,andthemeasurementtechniqueformultiplecharacteristicparametersofgas-liquidtwo-phaseflowaresummarizedinthispaper.Theresearchonthegas-liquidtwo-phaseflowathomeandabroadha
8、sbeenintroduced.2.Forthemeasurementofthecharacteristicparamet
