【摘要】：自然界中存在著許多兩相流現(xiàn)象。尤其是在工業(yè)生產(chǎn)過程中,傳熱技術(shù)原理與氣液兩相流在現(xiàn)代工業(yè)中廣泛應(yīng)用。由于兩相流在流動(dòng)過程中,流動(dòng)特性和流動(dòng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多變會(huì)產(chǎn)生不同的流動(dòng)噪聲,研究不同流型下的流動(dòng)噪聲實(shí)際上對(duì)于兩相流參數(shù)測量、工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化起著關(guān)鍵性的作用。本論文利用聲發(fā)射檢測技術(shù),對(duì)管內(nèi)流體流動(dòng)噪聲進(jìn)行了研究探索。氣液兩相流的流動(dòng)噪聲信號(hào)通常運(yùn)用聲發(fā)射檢測原理來進(jìn)行采集,這種方法與其它兩相流檢測方法相比具有非侵入式的優(yōu)點(diǎn),對(duì)于內(nèi)部流場沒有干擾,可以進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測。本文通過聲發(fā)射檢測系統(tǒng)對(duì)管內(nèi)流體流動(dòng)特性進(jìn)行研究。經(jīng)時(shí)域、頻域以及WVD分析,單相流體與管壁的摩擦噪聲來自低頻段,與單相流動(dòng)狀態(tài)相比發(fā)現(xiàn),由于兩相流動(dòng)受兩相之間卷吸作用力的影響,其流動(dòng)噪聲能量幅值更高,流動(dòng)過程更為復(fù)雜。通過提取垂直管氣液兩相流流動(dòng)噪聲信號(hào)的時(shí)域特征參數(shù)以及小波能量,運(yùn)用模糊聚類的分析方法,能在線識(shí)別流型,識(shí)別率達(dá)到100%。通過對(duì)所測得垂直管氣液兩相流流動(dòng)噪聲進(jìn)行小波和R/S分析,得出氣液兩相流具有雙分形性,在時(shí)間序列上既存在持久性又呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性。細(xì)節(jié)信號(hào)d1,d2,d3三個(gè)尺度所對(duì)應(yīng)的高頻段信號(hào)呈現(xiàn)反持久性,這是由于離散相(氣相)與連續(xù)相(液相)之間的不規(guī)則撞擊以及氣泡帶動(dòng)水流造成的卷吸作用力造成的。聲發(fā)射檢測系統(tǒng)接收的流體與管壁的摩擦信號(hào)對(duì)應(yīng)的是低頻段信號(hào),而此信號(hào)呈現(xiàn)持久性。小波和R/S分析能直接表征出垂直管兩相流的流動(dòng)特性與流動(dòng)機(jī)理,并對(duì)管內(nèi)流動(dòng)噪聲信號(hào)進(jìn)行解耦。對(duì)垂直管兩相流聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行小波分解并提取各尺度能量值作為輸入量,利用支持向量機(jī)回歸的方法成功建立了相含率測量模型。在垂直管彈狀流流型下,液相體積含率最大相對(duì)誤差均不超過6%,泡狀流相含率最大相對(duì)誤差在2.5%以內(nèi)。證明了聲發(fā)射和支持向量機(jī)回歸技術(shù)的相結(jié)合,對(duì)相含率模型建立來說是成功的。
【圖文】：

水平氣液兩相流流型圖

垂直氣液兩相流流型圖
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2601976