發(fā)布時間：2021-04-21 19:51

　　氣液兩相流廣泛存在和應(yīng)用于能源、化工、石油、制冷、航空航天、環(huán)境保護、生命科學(xué)等許多領(lǐng)域。氣泡和液滴作為氣液兩相流中的重要組成對象,決定了氣液相接觸面積以及相間傳質(zhì)和傳熱,進而直接影響工業(yè)反應(yīng)的速率,因此氣泡與液滴參數(shù)測量對于過程控制及氣液兩相流系統(tǒng)優(yōu)化具有十分重要的意義。本文提出一種基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的氣泡與液滴尺寸分布測量方法,并將其應(yīng)用于鼓泡床氣泡特性和燃油霧化液滴分布特性試驗研究中,實驗驗證了數(shù)字圖像處理技術(shù)的有效性。首先,介紹了稀疏氣泡的圖像濾波、圖像增強、二值化、數(shù)字形態(tài)學(xué)等圖像預(yù)處理方法,比較了不同圖像濾波方法、圖像增強方法、二值化方法的效果,最后確定了采用中值濾波、圖像線性變換增強、大津法二值化、Canny算法邊緣提取的技術(shù)路線,獲得了氣泡形狀特征參數(shù)。針對氣泡識別過程中密集氣泡易發(fā)生重疊的問題,提出了基于曲率計算的凹點匹配與圓周擬合的重疊氣泡分割與輪廓重構(gòu)算法,得到氣泡分割后的重構(gòu)圖像,減少了重疊氣泡的測量誤差。其次,搭建了鼓泡床氣泡試驗系統(tǒng),開展了鼓泡床氣泡尺寸分布特性研究,利用基于曲率計算的凹點匹配與圓周擬合的重疊氣泡分割與輪廓重構(gòu)算法分析了氣泡的尺寸分布規(guī)律。... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 兩相流參數(shù)測量技術(shù)研究現(xiàn)狀綜述
        1.2.1 過程層析成像技術(shù)
        1.2.2 激光多普勒技術(shù)
        1.2.3 光纖技術(shù)
        1.2.4 數(shù)字圖像處理技術(shù)
    1.3 數(shù)字圖像處理技術(shù)在兩相流參數(shù)測量中的應(yīng)用
    1.4 論文研究的內(nèi)容
第二章 氣液兩相流氣泡與液滴數(shù)字圖像測量技術(shù)
    2.1 數(shù)字圖像的預(yù)處理
        2.1.1 圖像濾波
        2.1.2 圖像的減法運算
        2.1.3 圖像增強
        2.1.4 圖像的二值化
    2.2 數(shù)字圖像的形態(tài)學(xué)處理
        2.2.1 邊緣檢測
        2.2.2 腐蝕膨脹
        2.2.3 孔洞填充
    2.3 重疊圖像的分割
        2.3.1 基于分水嶺的重疊圖像分割方法
        2.3.2 基于形態(tài)學(xué)方法的重疊圖像分割方法
        2.3.3 基于凹點匹配的重疊圖像分割方法
    2.4 圖像特征提取
        2.4.1 氣泡的標記
        2.4.2 氣泡參數(shù)的統(tǒng)計
    2.5 本章小結(jié)
第三章 氣液鼓泡床中氣泡參數(shù)的圖像測量技術(shù)研究
    3.1 模擬鼓泡塔兩相流參數(shù)測量系統(tǒng)
        3.1.1 流體控制系統(tǒng)
        3.1.2 攝像系統(tǒng)
        3.1.3 像素尺寸標定
    3.2 重疊氣泡分割與輪廓重構(gòu)算法
        3.2.1 氣泡圖像預(yù)處理與輪廓提取
        3.2.2 重疊氣泡凹點搜尋與圖像分割
        3.2.3 基于最小二乘圓周擬合法氣泡輪廓重構(gòu)
    3.3 氣泡粒徑分布及含氣率測量
    3.4 本章小結(jié)
第四章 轉(zhuǎn)杯式燃燒器霧化參數(shù)圖像測量技術(shù)研究
    4.1 轉(zhuǎn)杯式燃燒器試驗裝置
        4.1.1 燃燒器和控制系統(tǒng)
        4.1.2 霧化室和排氣系統(tǒng)
        4.1.3 霧化特性圖像測量系統(tǒng)
    4.2 實驗工況的設(shè)定及霧化液滴尺寸分布測量
        4.2.1 實驗工況的設(shè)定
        4.2.2 圖像處理過程
    4.3 霧化特性參數(shù)的影響因素分析
        4.3.1 燃油量對霧化特性的影響
        4.3.2 一次風量對霧化特性的影響
        4.3.3 轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速對霧化特性的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 數(shù)字圖像法測量顆粒粒徑分布應(yīng)用軟件設(shè)計
    5.1 圖形界面設(shè)計工具MATLAB/GUI
        5.1.1 MATLAB/GUI介紹
        5.1.2 GUI設(shè)計原則與設(shè)計流程
    5.2 顆粒粒徑分布應(yīng)用軟件的界面實現(xiàn)
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
作者簡介
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]凹點匹配算法在大米圖像分割中的應(yīng)用[J]. 林雪華,陳雁冰.  曲靖師范學(xué)院學(xué)報. 2018(03)
[3]基于雙針光纖探頭改進的破碎波卷入氣泡尺寸測量方法研究[J]. 劉鳳,劉志華,鄭君杰,王洪濤,毛磊,李軍.  水動力學(xué)研究與進展A輯. 2013(03)
[4]不同分布器對鼓泡塔氣液兩相流影響的CFD模擬[J]. 趙陸海波,廖波,王小泉,劉小浩,孫予罕.  現(xiàn)代化工. 2012(11)
[5]基于分水嶺算法的氣泡圖像分割[J]. 邵建斌,陳剛.  西安理工大學(xué)學(xué)報. 2011(02)
[6]鼓泡床反應(yīng)器中氣泡尺寸和速率分布的實驗研究[J]. 張麗娟,葉澤月,李濤,應(yīng)衛(wèi)勇,房鼎業(yè).  華東理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(03)
[7]分水嶺算法分割顯微圖像中重疊細胞[J]. 叢培盛,孫建忠.  中國圖象圖形學(xué)報. 2006(12)
[8]多相流體力學(xué)及其工程應(yīng)用[J]. 林宗虎.  自然雜志. 2006(04)
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博士論文
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[2]水中氣泡圖像處理方法及運動特性研究[D]. 王紅一.天津大學(xué) 2011
[3]電容層析成像技術(shù)在兩相流參數(shù)檢測中的應(yīng)用研究[D]. 謝代梁.浙江大學(xué) 2005
[4]基于數(shù)字圖像識別技術(shù)的氣液兩相流參數(shù)檢測的研究[D]. 施麗蓮.浙江大學(xué) 2004

碩士論文
[1]基于數(shù)字圖像處理的水中微氣泡參數(shù)的測量研究[D]. 秦曉慧.燕山大學(xué) 2012
[2]氣液兩相流中氣泡特征參數(shù)三維測量方法研究[D]. 孟欣東.天津大學(xué) 2010
[3]基于改進快速分水嶺算法的圖像分割技術(shù)研究[D]. 徐曼.華中科技大學(xué) 2010
[4]油水兩相流流型檢測方法研究[D]. 韓連福.天津理工大學(xué) 2009



本文編號：3152383