【摘要】：管內(nèi)凝結(jié)的過程涉及一個復雜的汽液兩相流動,管內(nèi)蒸汽凝結(jié)液膜厚度對冷凝換熱特性有很大影響。由于管內(nèi)凝結(jié)液膜層所處的工況復雜,對其厚度的測量較為困難。分析已報道的研究結(jié)果,利用激光干涉法測量管內(nèi)蒸汽凝結(jié)液膜厚度是一種測量精度高且可行的方法。論文基于干涉測量原理,結(jié)合CCD攝像機圖像采集系統(tǒng),搭建了蒸汽系統(tǒng)以及測試光路系統(tǒng),測量管內(nèi)凝結(jié)液膜厚度�；诠饴穾缀卧淼玫搅烁缮鏃l紋數(shù)目與液膜厚度的計算方法,設(shè)計了利用分光計獲取相干光束散射角度的實驗方法,以及基于OriginPro軟件從干涉圖片中獲得角度數(shù)據(jù)的處理方法。論文具體工作包含以下幾方面。(1)分析了液膜厚度對管內(nèi)凝結(jié)過程的影響,探討了液膜厚度測量方法的研究意義并介紹了現(xiàn)有的幾種液膜厚度測試方法,說明了其在實驗過程中優(yōu)缺點。介紹了激光干涉測量方法目前的發(fā)展和存在的優(yōu)勢。(2)基于光路幾何原理建立了干涉條紋數(shù)目與凝結(jié)液膜厚度的推算方法,編寫了相應(yīng)的計算程序�；趯嶒炘泶罱斯饴废到y(tǒng)和蒸汽系統(tǒng),設(shè)計了散射角度測量系統(tǒng),干涉條紋圖像采集系統(tǒng),對凝結(jié)液膜厚度干涉圖像進行采集。(3)利用ESPI軟件對干涉條紋圖像進行實時采集,使用OriginPro軟件對采集到的干涉條紋進行處理,得到了光束兩散射位置的角度數(shù)據(jù)。(4)對不同壁厚度玻璃管進行干涉測量實驗,發(fā)現(xiàn)壁面越厚,條紋數(shù)目越多,條紋越不清晰。用管壁厚度較大管子測量凝結(jié)液膜厚度時,由于相干光束光強太弱,凝結(jié)液膜厚度的干涉條紋很難辨別。依據(jù)實驗結(jié)果選擇管壁厚度為3 mm的玻璃管進行實驗,得到了較為清晰的凝結(jié)液膜厚度干涉圖像。(5)對實驗結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)干涉條紋數(shù)目與液膜厚度有線性關(guān)系,隨散射角度差值的增大液膜厚度減小,隨管子內(nèi)徑增加液膜厚度增加。
【圖文】：

激光干涉法測量管內(nèi)凝結(jié)液膜厚度研究電導探針測量方法也有其局限性，首先是電導探針的制作精度要求很高[21]，在實量過程中探針的方法對于信號的采集頻率并不高。由于測量過程中探針需要浸入被體，，受到液膜表面張力的影響。所用測量探針會破壞測量點附近的邊界條件以致干膜的流動特性，且測量值僅是一定面積區(qū)域內(nèi)的平均值，測量精度不高。同時由于的靈敏度受到環(huán)境的影響較大所以在實際中多用于被測表面變化速率不高的液體。

（a） （b）圖 1.1 電導探針結(jié)構(gòu)：（a）嵌入式；（b）雙平行式器測量法測量法的工作原理是:將固定在兩個電極板之間被測液換成電容量的變化[22]。搭建測試電路接收通過電容傳感其輸出為不同的電壓數(shù)值。依據(jù)搭建的測試電路計算電系以得到相應(yīng)的液膜厚度。
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM621;TP391.41;TN249

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本文編號：2600037