攪拌混合在工業(yè)生產(chǎn)中往往是最必不可少的環(huán)節(jié),常用于冶金、化工、制藥等領(lǐng)域。攪拌混合的目的是為了盡快達到物料體系的混合均勻性,進而促進反應(yīng)的進行。因此,如何獲得氣液攪拌混合體系的均勻性有效量化,進一步提高攪拌效率,對于攪拌反應(yīng)器的設(shè)計優(yōu)化以及節(jié)能降耗具有重要的意義。傳統(tǒng)的高速攝像機拍攝技術(shù)由于拍攝反光等因素僅能獲取混合過程氣泡重疊后的圖像,亟需一種多相流可視化的方法對冶金過程內(nèi)部流動混合狀態(tài)進行研究并探索。電容層析成像技術(shù)由于其具有非輻射、非侵入、速度快等特點,可以實時采集混合過程內(nèi)部相分布圖,使得電容層析成像系統(tǒng)(ECT)具有冶金工業(yè)應(yīng)用潛力。本文圍繞攪拌反應(yīng)器內(nèi)氣液混合效果的評價,運用計算分形維數(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)以及統(tǒng)計學(xué)理論,對攪拌反應(yīng)器內(nèi)氣液混合效果的評價方法及應(yīng)用開展了比較系統(tǒng)的研究。內(nèi)容主要涉及氣液攪拌混合實驗的設(shè)計、氣液混合效果的logistics評價方法及其模型研究、氣液混合效果的定性分析和定量分析。本文對攪拌混合效果評價的基本理論進行了綜述。搭建了基于電容層析成像系統(tǒng)的頂吹氣液攪拌混合實驗臺,目的在于闡述并提出一種簡單的氣液混合效果的logistics模型評價新方法,...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 電學(xué)層析成像
        1.2.1 電學(xué)層析成像發(fā)展
        1.2.2 層析成像技術(shù)分類和特點
    1.3 電容層析成像技術(shù)應(yīng)用研究
        1.3.1 孔隙率應(yīng)用領(lǐng)域
        1.3.2 傳感器設(shè)計方面應(yīng)用研究
        1.3.3 圖像重構(gòu)算法方面研究
        1.3.4 工業(yè)應(yīng)用方面研究
    1.4 氣液攪拌混合效果評價方法研究現(xiàn)狀
        1.4.1 可視化技術(shù)
        1.4.2 非可視化技術(shù)
        1.4.3 圖像分析技術(shù)量化混合效果應(yīng)用
    1.5 技術(shù)路線圖
    1.6 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
第二章 電容層析成像系統(tǒng)以及測量混合效果方法理論基礎(chǔ)
    2.1 ECT組成及原理
        2.1.1 電容層析成像系統(tǒng)組成
        2.1.2 電容層析成像系統(tǒng)工作原理
    2.2 圖像重構(gòu)算法
        2.2.1 非迭代算法
        2.2.2 Landweber迭代算法
    2.3 ECT傳感器制作
        2.3.1 電極數(shù)量
        2.3.2 電極長度
        2.3.3 外部或內(nèi)部電極
        2.3.4 屏蔽電極
    2.4 傳感器測試
    2.5 評價混合效果的理論基礎(chǔ)
        2.5.1 分形維數(shù)
        2.5.2 歐拉示性數(shù)
        2.5.3 Logistics擬合曲線
        2.5.4 支持向量機
    2.6 本章小結(jié)
第三章 頂吹氣液兩相流可視化研究
    3.1 基于電容層析成像系統(tǒng)的頂吹實驗建立
    3.2 頂吹氣液混合攪拌實驗
        3.2.1 實驗裝置
        3.2.2 實驗設(shè)計
        3.2.3 實驗方法
    3.3 實驗圖像獲取與預(yù)處理
        3.3.1 重構(gòu)圖像
        3.3.2 圖像二值化
        3.3.3 RGB彩色圖像特征值提取
        3.3.4 支持向量機分割圖像
    3.4 傳統(tǒng)攝像技術(shù)與電容層析成像技術(shù)對比
    3.5 本章小結(jié)
第四章 氣液兩相流混合效果分析
    4.1 實驗結(jié)果分析
        4.1.1 不同噴吹流量和噴槍插入深度重建圖像
        4.1.2 雙噴槍噴吹重建圖像
    4.2 混合效果統(tǒng)計學(xué)表征
        4.2.1 Logistics擬合曲線表征
        4.2.2 電容值統(tǒng)計學(xué)分析
    4.3 氣泡平均曲率分析
        4.3.1 不同圖像處理技術(shù)下的歐拉示性數(shù)分析
        4.3.2 不同噴吹流量下歐拉示性數(shù)分析
        4.3.3 雙噴槍氣泡歐拉示性數(shù)表征
    4.4 不同方法對混合效果的分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3871587