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气液两相流中上升气泡体积的计算方法
  • ISSN号:0254-3087
  • 期刊名称:仪器仪表学报
  • 时间:0
  • 页码:2444-2449
  • 语言:中文
  • 分类:O359.1[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]天津市过程检测与控制重点实验室,天津大学电气与造化工程学院,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50776063),教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-06-0230)资助项目
  • 相关项目:油气水三相流多源测量信息融合及流动特性研究
作者: 董峰|王红一|
中文摘要:

通过高速摄像机拍摄气液两相流中上升气泡的运动过程,分别记录不同直径的气孔所产生的单个气泡上升过程的连续图像,结合数字图像处理技术,提取了气泡的面积、当量直径、几何中心、速度、加速度等特征参数。并在此基础上,应用两种计算气泡体积的方法:几何方法和受力分析法,实现了气泡体积的初步计算。几何方法计算气泡体积是根据图像中气泡的形状构造一个与气泡体积相当的椭球体,进而计算椭球体的体积;而受力分析的方法则是通过分析气泡在垂直方向上的受力情况,根据牛顿第二定律推导出气泡体积的计算公式。并对两种方法计算出的气泡体积值进行分析对比,阐明了这两种方法适用情况,计算出单个气泡上升情况下的气相体积含气率。

英文摘要:

A suit of visualized experimental device was designed. Single bubble rising in stagnant liquid in a translucent rectangular tank was studied using a high-speed video system. Bubbles generated by four orifices with different diameter (1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm) were recorded respectively. Sequences of the recorded high-speed images were processed by digital image processing method. Several parameters of bubble could be obtained from the processed image, such as bubble area, equivalent diameter, geometric center, bubble velocity, bubble acceleration, and so on. Two methods for bubble volume calculation were applied. The first method is geometric method, in which the bubble volume is calculated by reconstructing an ellipsoid based on the shape of bubble in an image. Another one is force analysis method, in which the bubble volume is calculated by analyzing the forces exerted on the bubble in vertical direction, and then the formula of the bubble volume could be derived from Newton's second law. Calculation results of the two methods are analyzed and compared to illuminate the situations they adapt to. Finally, the gas volume fraction of a single bubble in its rising condition in water is calculated.

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期刊信息
  • 《仪器仪表学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国仪器仪表学会
  • 主编:张钟华
  • 地址:北京东城区北河沿大街79号
  • 邮编:100009
  • 邮箱:yqyb@vip.163.com
  • 电话:010-84050563
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-3087
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2179/TH
  • 邮发代号:2-369
  • 获奖情况:
  • 1983年评为机械部科技进步三等奖,1997年评为中国科协优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42481