一、CCD数字图像处理方法在液相流动研究中的应用（论文文献综述）
郑利敏[1]（2021）在《液-液相中环形液滴的动力学特性研究》文中研究表明环形液滴是一种截面为圆形的环状结构,在生物器官的制备中具有广泛的应用前景。利用3D打印技术制备具有环形自由界面的形貌结构是目前材料工程、生物医学领域最为常用的方法,可以用于水凝胶的成型、生物组织器官的重构等。本课题以具有自由表面的流体在3D打印中所面临的关键科学问题为研究背景,以悬浮在粘性液体中的环形液滴为主要研究对象,以液-液相中环形液滴的动力学特性为主要研究目标,开展了系统的实验研究与数值研究,揭示了环形液滴的成环机理、断裂机制和动力学特性。并与光固化3D打印技术相结合,探究环形液滴在实际工程中的应用前景。数值研究方面,考虑液-液相的相互作用,基于Level-Set方法建立了环形液滴的二维数学物理模型,模拟了环形液滴在粘性液体中的断裂过程,分析了不同界面张力、粘度对环形液滴破裂的影响。数值结果表明,环形液滴的断裂由初始的长径比决定,随着长径比的增加,其断裂成小液滴的个数增加。在实验研究方面,通过搭建的环形液滴实验装置,观测了环形液滴的演化过程,揭示了环形液滴的动力学特性和非线性演化规律。首先对环形液滴的成环机理进行了研究,结果表明是否能成环受旋转速度、界面张力等因素的影响。其次,实验研究了环形液滴的断裂特性。发现环形液滴在液相环境中,会缓慢向中心收缩,然后由于Rayleigh-Plateau不稳定性裂变成多个液滴,且环形液滴破碎的个数随长径比的增加而线性增加。最后,开展了环形液滴的动力学特性研究,探究了界面张力和粘度对悬浮在粘性油中环形液滴动力学特性的影响。结果表明,界面张力决定环形液滴的初始平衡状态的形貌。随着界面张力的减小,环形液滴越不容易发生收缩形变,裂变越缓慢,裂变相同个数小液滴的时间也越长。粘滞应力有助于稳定界面,抑制界面张力导致的液环破裂。在应用方面,将环形液滴制备与光固化技术结合,利用环形液滴的动力学特性精确调控所制备的固态环的规格,并可通过控制形变时间得到形貌各异的环状结构。固态环的制备技术为后续环形液滴在工程中的应用提供了帮助。
崔久军[2]（2021）在《气泡切割运动行为与传质过程研究》文中研究说明在气液两相流中气泡运动行为不仅能够改变流体的速度分布,还可以通过气液界面改变传质和传热效果,对气液接触过程产生重要影响。而气泡切割破裂能够增大气液相界面,对于通过增大气液接触面积提高传质效率的化工过程具有重要研究意义。本课题主要利用粒子成像测速技术与数值模拟计算方法相结合,对单气泡切割行为及传质过程进行了深入研究。研究工作对于气液两相传质、反应设备强化具有一定的理论指导意义和实际应用价值。利用粒子成像测速技术捕捉切割过程中气泡的运动轨迹,分析不同粘度下切割过程中气泡形态变化、速度变化和传质尾迹分布的影响。结果表明:气泡在切割过程存在对称切割、不对称切割和滑过细丝三种形态变化;气泡在切割过程中速度呈现先减小后增大变化趋势;气泡发生对称切割后子气泡稳定速度低于切割前稳定速度,其中直径为7 mm、8 mm气泡速度分别降低了9.2%、7.0%,可以不同直径气泡切割后气泡速度与气泡初始直径有关,存在气泡临界直径,气泡小于临界直径时速度下降幅度明显,本文临界直径在10 mm-11 mm之间;气泡速度下降幅度受粘度影响较小;气泡发生不对称切割时,较大子气泡速度下降幅度小于较小子气泡下降幅度;当气泡滑过细丝后,速度先降低后恢复至原稳定速度,速度上升和下降阶段加速度随粘度增大而减小。利用刃天青与氢氧化钠、葡萄糖的氧化还原反应设计传质实验,对氧气传质尾迹进行捕捉,分析切割过程中氧气浓度分布规律。切割过程中氧气浓度分布主要位于气泡底部,说明气泡进行气液相间传质过程发生于气泡底部;接触细丝前传质尾迹范围较小。随着气泡上升传质尾迹逐渐变长,浓度梯度变大。传质尾迹跟随气泡运动被切割后,传质尾迹范围增大,而较小子气泡传质效率较高,氧气组分消耗较快,传质尾迹逐渐消失。建立传质数值计算模型,利用UDF实现了传质通量量化。考察对称切割与不对称切割过程对流场、速度和CO2溶解量的影响,模拟结果表明:切割过程使气泡周围压力、速度以及流线等发生变化,液相中涡流结构增多,湍流强度增强;切割行为对直径小于6 mm气泡,单位体积CO2溶解量变化较大,能够提高相间传质效率。而初始直径大于6 mm气泡可以对气泡进行多次切割,从而到达强化传质目的;丝径越大,气泡在切割过程速度波动越大;气泡下降幅度随丝径增大而减小,其中0.5 mm细丝下降幅度最大,达到了23%,CO2溶解量受丝径影响较小;气泡发生不对称切割后,子气泡体积存在差异,造成子气泡速度相差较大,CO2溶解量随着体积差增大而减小。
王曌文[3]（2021）在《灰烧结过程中孔隙演变和粉煤灰集料导热系数实验研究》文中研究指明由于传统的能源结构,我国长期面临化石燃料枯竭和环境污染问题。煤与生物质掺烧是利用生物质能源缓解这些问题的有效方法。然而混烧灰烧结问题制约了其发展,灰烧结过程中的孔隙结构是影响传热、降低效率的主要原因,因此开展了煤与生物质掺混灰烧结过程中的孔隙演变研究。以往研究灰烧结孔隙结构的方法,在准确率、直观度、研究范围上,各有缺陷。本文首次结合X射线显微断层成像（XCT）技术,探究了煤与生物质掺混灰烧结过程中的孔隙结构演变规律并计算了孔隙参数,结合矿物分析手段探究了孔隙的成因。另外,电厂主要的固体废物粉煤灰危害环境和人类健康,制备烧结粉煤灰集料是其资源化的重要途径,粉煤灰集料可作为保温承重材料用于塔式太阳能电厂的储罐地基内。基于XCT技术,分析了堆积集料的孔隙结构并预测了其导热系数,另外,熔盐泄露对地基材料导热系数的影响也被研究,这对储罐结构设计和电厂安全有重要意义。以下为具体的研究内容:首先,在带有CCD监测系统的装置中初步研究煤与生物质灰烧结熔融特性,指导后续实验温度的选择。研究结果表明:共烧玉米秸秆灰促进了煤灰的烧结熔融。核桃壳灰虽然自身的灰熔融特征温度较低,但是掺混提高了煤灰熔融温度,且有明显的膨胀现象。第二,基于XCT技术,对准东煤灰和玉米秸秆灰掺混烧结过程中的孔隙结构演变进行了研究,计算了孔隙率、孔隙数量和孔径分布等孔隙参数。探究了孔隙形成机理,结果表明:Cl使得碱金属尤其是K更容易转化为气相,S趋向于与Ca反应生成硫酸钙。第三,研究了煤与核桃壳灰烧结过程中孔隙演变的规律。加入少量核桃壳灰后,抑制了煤灰的烧结熔融,孔隙率、孔隙体积大幅增大。灰烧结样品变得疏松多孔且强度低,这有利于实际电厂的吹灰除渣。为了验证Ca在核桃壳掺烧过程中的作用,探究了Ca O添加剂对煤灰烧结的孔隙结构演变的影响。结果表明:添加5%Ca O促进煤灰烧结,而添加10%Ca O则有明显抑制作用。第四,基于XCT技术,对堆积烧结粉煤灰超轻集料的热物性进行探究。。研究发现:堆积粉煤灰集料具有优异的保温性能、低渗透性和足够的抗压强度。其性能与粒径分布和孔隙率有关。另外,研究了熔盐泄露后地基材料的性质,发现熔盐泄露会提高地基材料导热系数至原来的4～5倍。第五,基于热线法测量导热系数原理,采用自制实验台测量了集料堆积于储罐基础的有效导热系数,0.097～0.113 W/（m K）之间。粉煤灰集料的导热系数与堆积密度和孔隙率呈线性关系。同时,利用该规律验证了XCT模拟预测有效导热系数的可靠性。
刘煜东[4]（2020）在《光场层析成像火焰三维温度场测量方法与系统研究》文中指出燃烧广泛存在于能源动力、航空航天、冶金和化工等领域。准确可靠的火焰温度监测有利于提高燃烧效率、降低污染排放、保证生产安全。同时,火焰三维温度分布的准确测量既是燃烧过程机理研究的基础,也是燃烧装置设计的重要依据。基于火焰辐射光场成像的火焰温度场测量方法具有非侵入、响应时间短、系统简单、不需要信号发射装置等优点,获得了广泛关注。本文主要开展了基于光场层析成像的火焰三维温度场测量方法研究,为开发可靠的火焰三维温度场测量仪器提供了理论和技术基础。首先,介绍了火焰辐射的光场成像基本过程,发展了火焰辐射逆向光线追迹模型。结合火焰的辐射传输特性,提出了光场采样方向和位置特性的定量评价指标。分析了探测器像素、微透镜位置以及光场成像系统光学参数对光场采样特性的影响。在此基础上,提出了火焰辐射光场采样的优化方案,采集了轴对称和非轴对称火焰的辐射信息,并利用光场体重建方法重建了火焰温度分布。结果表明优化后的火焰辐射角度采样增大了23倍,非轴对称火焰的重建误差小于3%。针对光场体重建温度场空间分辨率低的问题,将光场重聚焦成像和光学分层成像技术相结合,开展了光场层析成像三维重建方法的研究。着重研究了光学分层重建断层辐射强度重建精度低的问题,分析了火焰发射率对温度重建精度的影响,进而提出了改进的光场层析成像温度场测量方法（Light Field Sectioning Pyrometry,LFSP）。发展了光场重聚焦图像的点扩散函数模型,据此分析了光场相机光学参数与深度分辨率和横向分辨率之间的关系,进而实现了对LFSP重建空间分辨率的定量评价与相机的参数优化。结果表明LFSP重建的横向分辨率和深度分别可以达到100μm和10mm,显着高于传统的光场体重建方法。在相机参数优化的基础上,设计并研制了光学参数可灵活调整的笼式光场相机,并对相机的装配精度、成像的渐晕与畸变、传感器的噪声与线性度等方面进行了分析与评估。开发了基于笼式光场相机的信息处理软件,具有相机拍摄参数控制、光场原始图像采集与解码、光场成像结果展示与存储等功能。在此基础上,对测量系统进行了参数标定与性能评估。结果表明:笼式光场相机的装配精度、成像特性及图像传感器性能均满足实验需求;LFSP测量系统的温度标定误差小于3%。为了验证LFSP的可行性,对乙烯扩散火焰和高温多相流进行了实验研究。对于乙烯扩散火焰实验,主要重建了层流、湍流、双峰等不同结构和流动特性下火焰的三维温度场,并与热电偶测量结果进行了比较与分析。结果表明:LFSP的测量结果与热电偶测温结果相吻合,具有较好的温度测量准确性;同时,LFSP具有较高的空间分辨率以及时间分辨率。对于高温多相流实验,根据对象特性改进了温度测量算法,将LFSP与粒子追踪测速技术相结合,同时测量了高温飞行颗粒的温度、速度参数,并与理论模型和实验现象进行了比较与分析。结果表明:飞行颗粒的温度变化趋势与理论模型一致,大量颗粒温度高于铁及氧化亚铁的熔点,这与形态观察中发现大量颗粒出现熔化的现象相一致。总的来说,实验结果证明了LFSP测量技术的可行性,具有广泛的应用前景。
杜秀鑫[5]（2020）在《搅拌槽内不互溶液液体系相间传质过程的实验研究》文中认为搅拌槽由于其具有操作条件灵活、传质传热效率高等优势,广泛应用于化工、冶金、环境和生物医药等工业过程。搅拌槽内液液体系的相间传质又是工业过程中最普遍的单元操作之一。近年来,不断有研究对搅拌槽内不互溶液液体系的分散过程进行探索,但主要集中在流动特性和混合特性等方面,没有考虑相间动态传质过程。另外,从可视化测量的角度出发,目前使用的示踪剂只溶解在分散相或者连续相中,不能综合反应分散相和连续相之间的相互作用对相间传质过程的影响。所以,对搅拌槽内发生的流动、宏观混合和相间传质等多过程耦合行为的可视化研究尚不清楚。有鉴于此,本文选用NaI溶液-辛醇构成不互溶液液体系,罗丹明B作为荧光示踪剂,使用平面激光诱导荧光法（Planar Laser Induced Fluorescence,PLIF）结合折射率匹配技术,可视化地监测搅拌槽内不互溶液液体系的相间动态传质过程,并通过测量相间传质平衡时间和计算传质系数,分析不同操作条件对不互溶液液体系相间传质的影响规律。首先,实验考察了搅拌转速、分散相体积分数、桨型（RDT、PBTU、PBTD和VBT）、桨离底高度和偏心搅拌对传质平衡时间的影响。实验结果表明:搅拌转速增大时两相间的传质效率增强,传质平衡时间减小;在相同转速下,RDT桨的相间传质效率比其他搅拌桨的效率高,VBT桨的分散和传质效果最差;对离底高度而言,当RDT桨从T/10增大到2T/5时,叶轮的双循环回路逐渐恢复使剪切程度增强,所以相间传质效率提高;而且,随着分散相（NaI溶液）体积分数从2%增加到50%,相间传质过程被抑制,传质平衡时间不断增加;当叶轮偏心率增大时,相应传质平衡时间增大,不互溶液液体系中传质平衡时间的变化趋势与单相混合时间随偏心率的变化趋势相反。其次,使用相同的不互溶液液体系,将PLIF方法应用于测量恒界面池中搅拌转速和溶质浓度对相间传质系数的影响。研究发现:搅拌转速的增大使相界面处剪切速率和波运动幅度变大,进而使传质系数明显增大;另一方面,相间传质系数与溶质浓度之间呈现正相关关系。当转速较低（50 rpm）和在较高溶质浓度（60 μg/L-120 μg/L）范围内时,传质系数受浓度的影响更为明显;然而,在转速增加一倍（100 rpm）和低浓度（30 μg/L-60μg/L）的情况下,传质系数随浓度增加的变化更为显着。最后,关联实验数据拟合得到此不互溶液液体系相间传质系数的经验关联式,传质系数的实验值与拟合公式计算值之间的平均相对误差为2.70%。
李智[6]（2020）在《非牛顿流体中CO2气泡运动及传质规律研究》文中研究说明气液两相流广泛存在于大自然,工业和人类生活中,研究气泡在液相中的上升行为及传质规律对相关工艺过程效率提高及能耗降低具有重要指导意义。由于幂律流体复杂的流变特性,可溶性气泡在幂律流体中的上升行为和传质规律更加复杂,因此,关于可溶性单CO2气泡在剪切稀化幂律流体中的上升行为和传质规律需要进一步研究。本文主要研究内容如下:（1）利用高速摄影技术和数字图像处理技术研究清水和不同质量分数CMC水溶液（剪切稀化幂律流体）中单CO2气泡的上升行为,考察气泡尺寸和溶液流变特性对气泡上升行为的影响规律。研究发现,清水中气泡尺寸、形状以及运动速度波动较为剧烈,同时气泡在上升过程中呈之字形摆动的运动趋势。在CMC水溶液中气泡形状和运动速度较为稳定,气泡在上升过程中的直径随传质过程的进行逐渐减小;CMC水溶液较高的表观粘度限制了气泡的运动行为,因此在CMC水溶液中,气泡基本呈直线型上升的运动趋势。引入Re、Mo、We无量纲数表征CMC水溶液中气泡的受力,拟合结果表明关联式能较好的描述单CO2气泡在非牛顿流体中的运动和变形状况。（2）结合气泡上升行为参数,研究单CO2气泡在清水和CMC水溶液中传质系数的变化规律,同时考察气泡尺寸和溶液流变特性对气泡传质行为的影响规律。对比气泡kL实验值和理论值可知,在清水中,通过Higbie公式得到的kL理论值更加接近其实验值,在CMC水溶液中,可以利用Fr?ssling公式预测CO2气泡的kL。根据气液界面活动性判断标准发现清水的气泡处于活动界面状态,而在CMC水溶液中,除质量分数较低的CMC水溶液中的较大尺寸气泡处于从刚性界面状态向活动界面状态转变的过渡状态外,气泡基本处于刚性界面状态。研究发现,气液两相界面状态影响气泡传质行为,界面活动性越好,其传质性能越强。（3）通过计算CMC水溶液中单CO2气泡的传质总量,研究了气泡在溶液中的停留时间对气泡传质性能的影响。研究发现,在不同质量分数CMC水溶液中,气泡停留时间是影响气泡传质行为的重要因素。随着CMC水溶液的质量分数增加,由同一针径生成的CO2气泡的气体扩散量增加。
张瑞平[7]（2020）在《磁场作用下的低温氧氮气液传递机理研究》文中认为工业气体广泛应用于各种加工制造行业,其中氧气和氮气为使用量最大、应用最广泛的空气产品。目前氧氮气体的制备多通过低温精馏法来进行,该方法具有产品纯度高、技术成熟等优点,但因氧氮沸点接近,存在分离能耗高、设备投资成本高等问题,制约着制造业生产成本的进一步降低。目前通过规整填料的开发和应用,低温精馏效率已得到很大的提高,但精馏过程的压降与传质损失仍十分显着,其能耗可占系统总能耗的30%-50%。空分产品氧氮的相对挥发度较低,因此空分精馏对相间传质性能的要求比石化等行业高。当下低温精馏效率的提升主要有改进设备及内构件结构、优化流程设计及耦合其他节能技术等方式,通过传统的增加比表面积的方法来提高传质的效率会使得压降大幅增加,而要在有限的塔径、压降下强化精馏过程核心的气液热质传递过程,提高系统的效率,则需要进一步解决背后涉及的低温精馏过程鼓泡、降膜流动与传质机理、新型精馏强化机理等关键科学问题。基于本课题组提出的磁场辅助低温精馏新方法,本文探索了磁场对于气液动量及热质传递过程中潜在的强化突破点,从理论模拟与实验研究两方面分别揭示了磁场对于气液两相传输过程的作用机理,开展了以下三方面工作:（1）通过有限元数值计算研究了线圈电磁场构建的非均匀磁场中,气泡由静止开始在浮力主导下的运动及传质过程,揭示了磁场对气液界面运动的控制作用。空分精馏塔中,塔板效率的计算依赖于气泡的大小、气泡在液体中的停留时间等关键参数。气泡穿过线圈电磁场构建的磁场区域时,当磁场力方向与重力方向相反时,在磁场中气上升速度得到抑制,磁场加大后会停止上升甚至反向运动。在1 A电流形成的中心磁感应强度0.193 T的磁场中,2.6 mm的气泡运动至磁场中心位置的平均速度减缓了14%。当磁场力方向与重力相同时,气泡加速上升,液相扰动明显增强,使得气泡振荡增强。液氧在流场中形成的速度涡旋能够加快液相中组分的扩散,展现了磁场对组分传递的强化作用。（2）利用有限元数值计算方法对磁场下二维流场中液氧-氧气两相鼓泡行为进行了多物理场耦合模拟,揭示了液相环流对气液界面的破碎效应。空分精馏塔中,气相和液相发生质量、动量和能量交换,气相在液相中的分布形态及分布方式,气液界面的融合与破碎等都是影响空分精馏效率的关键因素。当流场中添加永磁体磁场后,永磁体边缘的高梯度磁场引发多个液相环流,环流中心出现低压区,气体流路被改变的同时,部分气体被卷入环流低压区而滞留,部分气体随液相绕环流运动。环流流动的方向也对气体的运动速度产生显着影响,在流道底部液相由两侧向中心运动,在气相入口处汇合,提高了入口附近气相速度。液相湍动的增强使得气液界面更容易破碎,在最大场强0.47 T的磁场中,进气速度0.1 m/s,当气相鼓泡0.3 s时,流场内的气液接触界面长度达到无磁场的两倍。改变环流的尺寸能够增加其流动性,同时有望破坏近壁面的热质传递边界层,提高热质传递效率。（3）基于低温流动可视化实验平台,获得了液氮中气泡群上升过程运动速度与直径分布。开展了有无磁场作用时不同进口流量下的氧氮气液传质实验,获得了磁场下小气泡群的粒径分布,揭示了磁场下气液界面的破碎现象与传质强化机理。在实际工业过程中的气液两相流动及热质传递中,气泡群的形态特征是判断流型及预测传质效率的基础。通过对实验中获得的可视化图像进行分析,液氮中的氮气泡大多分布在0.74-2.67 mm之间,其分布满足近似正态分布,有60%的气泡直径分布在1.22-1.93mm间。实验发现,当液氮中气泡由静止开始上升时,其速度主要分布在0.1-0.3 m/s之间,曳力系数随雷诺数的增大而增大。进一步开展的有无磁场作用时不同进口流量下的氧氮气液传质实验中,添加磁场后,气泡粒径变小、数量增多,当进口氧气流量小于4 g/min时,气泡直径分布峰值由[3.48,4.75]mm下降至[0.90,2.18]mm;当进口氧气流量大于4g/min时,气泡直径分布峰值由[1.25,2.13]mm下降至[0.37,1.25]mm。实验中存在最佳的进口流量5 g/min,使得气液传质时间最短,热质传递效率最高,施加磁场后,传质时间减少25%。实验中揭示的磁场下气液界面的破碎现象与传质强化机理将为磁场辅助精馏技术进一步研究与设计奠定理论基础。
姚笛[8]（2020）在《基于井喷液柱高度的井口与井底压力预测研究》文中指出“深水地平线”深水钻井平台井喷失控事故的发生震惊了海洋石油业界,该平台技术先进,装备精良,但在事故发生后,并没有有效的应急压井预案,该事件也一直警示着我国海上钻井服务商。为了应对井喷失控后可能出现的各种复杂情况,本文希望建立一种针对井喷失控发生后的井底压力计算方法,在无法接近钻井平台的情况下,通过获取井喷液柱的高度以计算井口喷流压力和井底压力,为井喷后的抢险与救援井设计提供参考。对于井底压力预测,通常采用井口压力反演井底参数的方法。井喷事故发生后无法关井,此时不能通过传统办法来获得关井立压和关井套压,也就没有办法计算井底压力和溢流流量。因此井喷后获取井底压力的最好方法就是根据井喷液柱高度计算井口压力,再通过井口压力反演井底压力,进而获取地层参数。为解决井喷事故发生后井喷液柱高度难以测量的问题,本文建立了基于图像处理技术的井喷液柱高度测量方法。应用航拍或救援船对事故井井喷液柱进行瞬态成像,通过基于Open CV计算机视觉库的图像处理技术对井喷事故图像中的井喷液柱进行处理与识别,并根据参照物法计算出井喷液柱的实际高度。使用该方法可以有效排除图像中的干扰像素,从背景复杂的井喷事故图像中完整地提取出井喷液柱图像,计算得到井喷液柱高度。得到井喷液柱高度后,根据射流原理,建立了纯液相条件下基于井喷液柱高度的井口压力与井口速度的理论计算模型,并设计了实验进行验证。结合喷流实验结果分析了喷口压力、喷流流量、喷流液体粘度、喷流液体密度、含气率等因素对喷流液柱高度的影响规律。最终,建立井筒环空内气相连续性方程、液相连续性方程、气液相混合动量方程,利用有限体积法,采用交错网格的方式,对井筒空间进行离散化。通过地层产能方程或其他工况计算气体侵入量并结合井口压力值,对偏微分方程组及相关辅助方程,应用AUSM+格式进行求解,计算得到井筒环空中气液两相流瞬态流动参数。使用该方法可以得到将气侵后至井喷过程中井筒节点的气相速度、液相速度、含气率与井底压力等参数随时间的变化规律。
杨艺菲[9]（2020）在《换热翅片表面冷凝液与灰尘颗粒物在多工况下耦合作用机制的模拟与实验研究》文中认为换热器广泛应用在空调、冰箱等各种家电产品中,且换热器的传热热阻主要集中在翅片空气侧。为了提高换热器的整体性能,需要对换热器空气侧的翅片结构进行优化设计。空调器中所使用的换热器运行工况复杂;除了干工况外,换热器翅片还会在析湿工况、积灰工况和结化霜工况下运行。当换热器处于析湿工况时,翅片表面温度低于湿空气的露点温度,翅片表面会形成冷凝液滴,且相邻翅片的冷凝液滴在长大的过程中会互相接触形成液桥。当换热器处于积灰工况时,翅片间形成的液桥会阻碍含尘空气的流动,部分灰尘颗粒物会与液桥表面发生碰撞并被捕集,从而形成含尘液桥,加剧换热器的堵塞情况;此外,翅片表面沉积的灰尘颗粒物会随冷凝液的运动过程被裹携出翅片表面,达到清除翅片表面灰尘的作用。当换热器处于结化霜工况时,化霜水在重力的作用下流出换热器,其流动速率直接影响了空调器的化霜时间。为了研究清楚析湿、积灰和结化霜工况下产生的冷凝液和灰尘颗粒物对换热器性能的影响,本文的研究内容包括翅片间冷凝液桥形状的模型和实验研究、液桥捕集灰尘过程的模拟与实验验证、翅片表面析湿除灰特性的实验研究、翅片表面结化霜除灰特性的实验研究和微通道换热器冷凝液疏泄的模拟与实验验证,取得的成果可以用于预测空调换热器析湿、积灰和结化霜工况的耦合作用机制,具体研究成果如下:1)基于实验观测结果建立了翅片间冷凝液桥接触线和接触角描述方程,得到了翅片间液桥的三维形状预测模型以及体积计算方法。通过搭建多角度可视化液桥形状观测实验装置,对不同材料实验样件间形成的液桥进行了接触线和接触角的拍摄与测量,获得了液桥三相接触线长短比与邦德数的实验关联式以及接触线的描述方程,还获得了翅片间液桥最大接触角和最小接触角的实验关联式以及接触角随方位角变化规律的描述方程;根据竖直翅片间液桥的受力平衡状态,建立了竖直液桥气液弯曲线的斜率表达式,采用四次方程描述了液桥的气液弯曲线形状,建立了液桥三维形状的描述模型,并开发了液桥的体积计算方法;设计了液桥形状和体积的实验验证装置,验证结果表明液桥形状的模型预测结果和实验得到的液桥轮廓图像吻合较好,液桥体积的模型计算结果可以在误差±15%的范围内描述89%的实验数据点,平均误差为9.4%。2)建立了翅片间液桥捕集灰尘颗粒物过程的模拟方法并进行了实验验证,得到了灰尘直径、入口风速等工况对灰尘捕集量和灰尘分布特性的影响规律。建立了换热器竖直翅片间液桥在气流曳力作用下的气液相界面形变模型,并通过数值计算获得了形变液桥的液面形状;开发了灰尘颗粒物在惯性力作用下的运动轨迹模拟方法,并计算了灰尘颗粒物在流经液桥表面时被液桥表面捕集的质量以及被捕集颗粒物的分布规律;基于提出的模拟方法分析了不同灰尘颗粒物直径、不同气流速度对液桥捕集灰尘颗粒物质量的影响以及对被捕集灰尘颗粒物在液桥表面分布规律的影响;设计了液桥捕集灰尘颗粒物的实验验证装置,验证结果显示开发的模型可以预测液桥在气流曳力作用下的形变,且被捕集灰尘质量的模拟结果在±20%的误差范围内可以与92%的实验数据一致,平均误差为14.8%。3)实验研究了不同表面润湿性翅片的析湿除灰和结化霜除灰过程,得到了表面润湿性对除灰速率和残留灰量的影响规律。制备了带有不同表面润湿性的翅片样件,用于研究不同表面润湿性对除灰自清洁过程的影响;设计了灰尘沉积装置来实现灰尘在实验样件表面的均匀沉积,并对比了不同实验样件上灰尘沉积层的表面形貌和厚度;搭建了采用半导体冷却装置的除灰可视化实验台,实现了析湿除灰以及结化霜除灰的实验工况,并完成了除灰过程的可视化拍摄以及除灰速率的测量;分析并对比了不同表面润湿性翅片在析湿和结化霜时的除灰能力,实验结果表明疏水表面上的冷凝水和化霜水可以将灰尘基本清除干净,疏水表面在析湿和结化霜过程中的除灰效率均可高达90%以上。4)开发了微通道换热器冷凝液疏泄过程的模拟方法并进行了实验验证,得到了翅片结构、换热器安装角度等参数对冷凝液疏泄速率和残留质量的影响规律。分析了微通道换热器表面液滴的受力情况,建立了微通道换热器表面液滴的运动模型,开发了微通道换热器冷凝液疏泄过程的数值模拟方法,对微通道换热器冷凝液的疏泄速率和残留质量进行了模拟计算;分析了微通道扁管、翅片的开窗角度、开窗数目和微通道换热器安装角度对微通道换热器冷凝液疏泄性能的影响;搭建了微通道换热器冷凝液疏泄实验验证装置,对模型计算得出的微通道换热器表面冷凝液的疏泄速率和残留质量进行了验证,实验验证误差均小于15%。
李娜[10]（2019）在《具有隔板的竖直双管程循环流化床蒸发器中流体力学性能的研究》文中研究说明在硫化碱和锂行业等工业生产的蒸发过程中,普遍采用具有隔板的竖直双管程循环型蒸发器,但是该类型的蒸发器存在着严重的结垢问题,是制约生产的瓶颈,尚未得到有效解决。而流化床换热防垢节能技术可以有效地解决换热设备的在线强化传热和防、除垢问题。在该技术的应用中,惰性固体颗粒在管束中的均匀分布是保证技术顺利实施的关键子技术之一。因此,为解决硫化碱等行业中此类型蒸发器的结垢问题,本文将流化床换热防垢节能技术和该类型的蒸发器相结合,构建了一套具有隔板的透明竖直双管程循环流化床蒸发装置。利用CCD图像测量和数据处理系统开展了可视化研究,并采用计算流体力学软件FLUENT进行了相应的数值模拟,以考察在循环流量、颗粒加入量、隔板高度、蒸发室液位、颗粒粒径和类型等不同的操作和设备参数下,该蒸发装置中颗粒的流化、分布和压降等流体力学性能。并在此基础上,设计和构建了六种不同结构型式的分布板来改善颗粒的分布,获得了分布板的适宜结构型式随操作和设备参数的变化趋势。研究结果表明:上行床中颗粒的分布较为均匀,受各种操作和设备参数的影响较小。然而,颗粒在下行床中分布不均匀,受操作和设备参数的影响较大。随着循环流量的增加,颗粒在隔板两侧的蒸发室中固含率的差异减小,在下行床中分布得更加均匀。循环流量较低时,颗粒加入量的增加不利于下行床中颗粒的均匀分布;而循环流量较高时,颗粒加入量的增加对下行床中颗粒分布不均匀度的影响不大。隔板高度的增加,增大了隔板两侧蒸发室中固含率的差异,不利于颗粒在下行床中的均匀分布。蒸发室液位的适当升高有利于下行床管束中颗粒的均匀分布,但过高则不利于颗粒的均匀分布。颗粒粒径和密度的增加会导致颗粒在隔板两侧蒸发室中固含率的差异增大,使得下行床中的固含率降低,颗粒的分布变得更加不均匀。引入适宜结构型式的分布板可以明显地改善颗粒在下行床中的分布。在实验范围内,颗粒分布不均匀度最高可降低90%,且由分布板引入而增加的压降不超过10%。分布板的适宜结构型式受循环流量、隔板高度和颗粒加入量等参数的影响,其中循环流量和隔板高度的影响较大,而颗粒加入量的影响较小。采用流体力学软件FLUENT构建了蒸发器中复杂流动结构的网格,建立了液-固两相循环流动的数学模型。模拟了在不同的循环流量、颗粒加入量、颗粒粒径和密度等条件下,蒸发器中的颗粒流化、分布和压降等流体力学性能。模拟结果与实验数据吻合良好。本文的研究结果有助于深入了解和掌握具有隔板的竖直双管程循环流化床蒸发器中的流体力学性能,确定适宜分布板结构型式和参数的设计原则,探索适合于具有复杂流动结构的循环流化床蒸发器的流体力学模型和数值模拟方法,促进该类型蒸发器在硫化碱和锂行业等工业蒸发过程中的应用,促进流化床换热防垢节能技术的工业推广。
二、CCD数字图像处理方法在液相流动研究中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、CCD数字图像处理方法在液相流动研究中的应用（论文提纲范文）
（1）液-液相中环形液滴的动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 研究背景与意义 |
| §1.2 国内外研究进展综述 |
| §1.2.1 环形液滴的基本概念 |
| §1.2.2 环形液滴的成环机理 |
| §1.2.3 环形液滴的动力学特性研究 |
| §1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 环形液滴的数值模拟 |
| §2.1 物理模型及基本假设 |
| §2.2 数学模型 |
| §2.2.1 控制方程 |
| §2.2.2 定解条件 |
| §2.3 数值模拟方法 |
| §2.3.1 Level-Set方法 |
| §2.3.2 数值计算流程 |
| §2.4 模型验证 |
| §2.4.1 网格无关性分析 |
| §2.4.2 算例验证 |
| §2.5 数值模拟的结果分析 |
| §2.5.1 环形液滴的断裂特性研究 |
| §2.5.2 界面张力对环形液滴动力学特性影响 |
| §2.5.3 粘度对环形液滴动力学特性影响 |
| §2.6 结论总结 |
| 第三章 液-液相环形液滴实验系统搭建 |
| §3.1 实验方案设计 |
| §3.1.1 实验系统组成 |
| §3.1.2 主要工作原理 |
| §3.2 实验系统的结构设计 |
| §3.2.1 实验装置整体结构设计 |
| §3.2.2 各单元的技术方案设计 |
| §3.3 实验步骤 |
| §3.4 本章小结 |
| 第四章 界面张力的测量及图像处理 |
| §4.1 界面张力的基本概念 |
| §4.2 实验液体的配置 |
| §4.3 界面张力的测量 |
| §4.4 图像分析与处理 |
| §4.5 本章小结 |
| 第五章 环形液滴的动力学特性实验研究 |
| §5.1 实验参数确定 |
| §5.2 环形液滴成环机理的实验研究 |
| §5.3 环形液滴的断裂特性实验研究 |
| §5.4 环形液滴动力学特性实验研究 |
| §5.4.1 界面张力对环形液滴动力学特性的影响 |
| §5.4.2 粘度对环形液滴动力学特性的影响 |
| §5.5 本章小结 |
| 第六章 环形液滴的应用研究 |
| §6.1 光固化的基本概念 |
| §6.2 固态环的制备技术 |
| §6.2.1 固化试剂的确定 |
| §6.2.2 固态环的制备 |
| §6.3 固化结果的分析 |
| §6.3.1 固态环的形貌 |
| §6.3.2 固态环尺寸 |
| §6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| §7.1 全文总结 |
| §7.2 本文的创新点 |
| §7.3 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（2）气泡切割运动行为与传质过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 文献综述 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 气液传质理论研究进展 |
| 1.2.1 经典传质理论 |
| 1.2.2 经典传质模型修正 |
| 1.2.3 其他传质理论模型 |
| 1.3 气液两相流研究进展 |
| 1.3.1 数值模拟研究进展 |
| 1.3.2 实验研究进展 |
| 1.4 气泡运动行为研究进展 |
| 1.4.1 气泡形状 |
| 1.4.2 气泡上升速度 |
| 1.5 气液传质强化研究进展 |
| 1.6 现存问题与难点 |
| 1.7 主要研究内容 |
| 2 CFD数值模拟方法与模型建立 |
| 2.1 模型选择 |
| 2.2 VOF模型控制方程 |
| 2.3 气泡切割行为与传质过程计算模型建立 |
| 2.3.1 物理模型建立 |
| 2.3.2 网格划分 |
| 2.3.3 网格无关性检验 |
| 2.4 气泡切割行为计算模型 |
| 2.4.1 初始条件与数值方法 |
| 2.4.2 模型验证 |
| 2.5 气液传质计算模型 |
| 2.5.1 传质模型简化 |
| 2.5.2 控制方程与传质模型 |
| 2.5.3 初始条件与数值方法 |
| 2.5.4 模型验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 单气泡切割运动行为及传质过程数值模拟 |
| 3.1 计算条件及模拟物系 |
| 3.2 气泡运动轨迹 |
| 3.3 气泡直径对切割过程的影响 |
| 3.3.1 流场变化 |
| 3.3.2 速度变化 |
| 3.3.3 传质变化 |
| 3.4 丝径对切割过程的影响 |
| 3.4.1 流场变化 |
| 3.4.2 速度变化 |
| 3.4.3 浓度分布变化 |
| 3.5 不对称切割过程的影响 |
| 3.5.1 流场变化 |
| 3.5.2 速度变化 |
| 3.5.3 传质变化 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 单气泡切割运动行为实验 |
| 4.1 实验装置 |
| 4.2 实验体系 |
| 4.3 示踪粒子的选择 |
| 4.4 实验过程 |
| 4.5 图像捕捉及处理 |
| 4.6 实验结果与讨论 |
| 4.6.1 气泡运动轨迹 |
| 4.6.2 气泡切割中形状变化 |
| 4.6.3 气泡切割过程中速度变化 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 气泡传质实验 |
| 5.1 传质实验装置 |
| 5.2 实验药品及参数 |
| 5.3 变色原理 |
| 5.4 实验图像处理步骤 |
| 5.5 传质实验结果与分析 |
| 5.5.1 氧气浓度分布验证 |
| 5.5.2 灰度与氧气浓度关联式测定 |
| 5.5.3 气泡切割过程中传质尾迹 |
| 5.5.4 切割过程中气泡周围浓度分布情况 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（3）灰烧结过程中孔隙演变和粉煤灰集料导热系数实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词、符号清单 |
| 主要英文缩略词 |
| 符号清单 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 生物质共烧现状 |
| 1.2.1 生物质能源转化技术 |
| 1.2.2 国内外共烧现状 |
| 1.3 灰烧结机理 |
| 1.4国内外研究现状 |
| 1.5 本文的研究内容 |
| 第2章 实验系统介绍 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 可编程卧式电炉实验系统 |
| 2.3 热线法测量热物性实验系统 |
| 第3章 煤与生物质掺烧的灰熔融特性及耐压特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法和流程 |
| 3.3 随温度变化的熔融特性实验结果 |
| 3.4 不同温度烧结后抗压强度的实验结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 煤与玉米秸秆灰掺混烧结过程中孔隙结构演变的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验介绍 |
| 4.3 实验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 煤与核桃壳灰掺混烧结过程中孔隙结构演变的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验介绍 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 氧化钙添加剂对准东煤孔隙结构演变的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验介绍 |
| 6.3 实验结果及分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 用于TESS储罐基础的堆积粉煤灰集料的热物性研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 方法和原理 |
| 7.3 热稳定性实验结果 |
| 7.4 孔隙结构分析结果 |
| 7.5 导热系数预测结果 |
| 7.6 绝对渗透率估算结果 |
| 7.7 抗压强度实验结果 |
| 7.8 本章小结 |
| 第8章 堆积粉煤灰集料导热系数的热线实验测量研究 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 实验介绍 |
| 8.3 热线实验结果 |
| 8.4 XCT模拟对比结果 |
| 8.5 本章小结 |
| 第9章 熔盐罐基础内的堆积集料在熔盐泄露后的导热系数预测研究 |
| 9.1 引言 |
| 9.2 实验介绍 |
| 9.3 微观结构分析结果 |
| 9.4 导热系数预测 |
| 9.5 Hot disk导热实验测量结果 |
| 9.6 抗压强度实验 |
| 9.7 本章小结 |
| 第10章 全文总结与展望 |
| 10.1 全文总结 |
| 10.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（4）光场层析成像火焰三维温度场测量方法与系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 火焰温度测量技术的研究现状 |
| 1.2.1 接触式测温法 |
| 1.2.2 非接触式测温法 |
| 1.3 辐射法火焰温度测量技术 |
| 1.3.1 火焰辐射测温原理 |
| 1.3.2 辐射成像温度测量技术 |
| 1.3.3 光场成像火焰温度测量技术 |
| 1.3.4 光场成像火焰温度测量技术存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究内容及组织结构 |
| 第二章 火焰辐射光场成像原理与光线采样特性研究 |
| 2.1 火焰辐射光场成像过程 |
| 2.1.1 火焰辐射光场成像原理 |
| 2.1.2 光场逆向追迹模型 |
| 2.2 火焰辐射的光场采样特性 |
| 2.2.1 表征光线 |
| 2.2.2 方向采样 |
| 2.2.3 空间采样 |
| 2.3 光场采样特性的影响分析 |
| 2.3.1 像素与火焰位置 |
| 2.3.2 微透镜放大率 |
| 2.3.3 微透镜焦距 |
| 2.3.4 主镜头放大率 |
| 2.3.5 主镜头焦距 |
| 2.4 光场采样优化及火焰温度体重建 |
| 2.4.1 光场相机辐射采样性能优化 |
| 2.4.2 火焰温度场三维体重建 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光场层析成像火焰三维温度场重建方法研究 |
| 3.1 火焰三维温度场的光场层析成像原理 |
| 3.2 光场重聚焦图像的等效性分析 |
| 3.2.1 火焰辐射光线传输过程的数学模型 |
| 3.2.2 光场重聚焦成像的数学模型 |
| 3.2.3 传统相机成像过程的数学模型 |
| 3.2.4 等效性分析 |
| 3.3 光场层析成像三维温度场测量方法 |
| 3.3.1 光场重聚焦方法 |
| 3.3.2 光学分层成像算法 |
| 3.3.3 辐射测温方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 火焰三维温度场光场层析重建的空间分辨率研究 |
| 4.1 点扩散函数与重建空间分辨率 |
| 4.1.1 点扩散函数 |
| 4.1.2 深度分辨率 |
| 4.1.3 横向分辨率 |
| 4.2 火焰三维温度场光场层析重建 |
| 4.2.1 模拟条件设置 |
| 4.2.2 光场层析重建与点扩散函数的关系 |
| 4.3 光场相机参数对重建空间分辨率的影响 |
| 4.3.1 不同光场相机的重建空间分辨率分析 |
| 4.3.2 重建空间分辨率的优化 |
| 4.4 火焰重建的其他影响因素 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 光场层析成像火焰三维温度场测量系统研究 |
| 5.1 笼式光场相机设计 |
| 5.1.1 总体设计 |
| 5.1.2 结构设计 |
| 5.1.3 组装与调试 |
| 5.1.4 图像校正 |
| 5.2 笼式光场相机成像性能评价 |
| 5.2.1 装配精度检测 |
| 5.2.2 笼式光场相机畸变特性 |
| 5.2.3 图像传感器噪声 |
| 5.2.4 图像传感器的线性度 |
| 5.3 光场层析成像火焰三维温度场测量系统 |
| 5.3.1 系统基本组件 |
| 5.3.2 系统功能测试 |
| 5.4 测量系统的实验标定 |
| 5.4.1 重聚焦深度标定 |
| 5.4.2 点扩散函数标定 |
| 5.4.3 辐射强度标定 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 光场层析成像火焰三维温度场测量实验研究 |
| 6.1 乙烯扩散火焰温度测量实验系统及装置 |
| 6.1.1 乙烯扩散燃烧实验装置 |
| 6.1.2 热电偶火焰温度测量 |
| 6.2 实验结果及讨论 |
| 6.2.1 层流火焰 |
| 6.2.2 双峰火焰 |
| 6.2.3 湍流脉动火焰 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 基于光场层析成像的高温气固两相流温度、速度测量实验 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 测量方法的改进与验证 |
| 7.2.1 高温颗粒的温度测量 |
| 7.2.2 飞行速度测量 |
| 7.2.3 小球下落的验证实验 |
| 7.3 实验系统及装置 |
| 7.4 实验结果及讨论 |
| 7.4.1 单个高温金属颗粒的温度变化 |
| 7.4.2 高温金属颗粒的温度-速度分布 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 论文的主要结论 |
| 8.2 本文的创新点 |
| 8.3 展望与建议 |
| 参考文献 |
| 研究成果 |
| 致谢 |
（5）搅拌槽内不互溶液液体系相间传质过程的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 传质理论的发展 |
| 1.2.1 经典传质理论 |
| 1.2.2 湍流传质理论 |
| 1.2.3 界面非平衡传质理论 |
| 1.2.4 经验或半经验传质关联式 |
| 1.3 搅拌槽内相间传质过程的研究进展 |
| 1.3.1 液液相间传质的影响因素 |
| 1.3.2 流体动力学特性和混合特性的研究 |
| 1.3.3 液液体系相间传质特性的研究 |
| 1.4 传质和混合过程的实验研究方法 |
| 1.4.1 激光全息显微干涉法和酸碱可视化法 |
| 1.4.2 电导率法和粒子图像测速法 |
| 1.4.3 平面激光诱导荧光法 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验方法与实验装置 |
| 2.1 实验体系的确定 |
| 2.2 实验装置与PLIF设置 |
| 2.2.1 搅拌槽结构和搅拌桨参数 |
| 2.2.2 PLIF设置 |
| 2.3 荧光强度与示踪剂浓度之间的关系 |
| 2.3.1 单相体系 |
| 2.3.2 不互溶液液两相体系 |
| 2.4 示踪剂分配系数的测量 |
| 2.5 传质平衡时间的测量 |
| 2.5.1 实验条件的设置 |
| 2.5.2 实验方法与流程 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 相间传质过程中传质平衡时间的测量 |
| 3.1 传质平衡时间的表征 |
| 3.1.1 归—化灰度值曲线 |
| 3.1.2 示踪剂灰度值的三维彩色云图 |
| 3.2 搅拌转速对传质平衡时间的影响 |
| 3.3 分散相体积分数对传质平衡时间的影响 |
| 3.3.1 混合强度的影响 |
| 3.3.2 液滴直径变化的影响 |
| 3.3.3 分配系数的影响 |
| 3.4 桨型对传质平衡时间的影响 |
| 3.5 搅拌桨离底高度对传质平衡时间的影响 |
| 3.6 偏心搅拌对传质平衡时间的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 不互溶液-液体系相间传质系数的测量 |
| 4.1 传质系数的测量和计算 |
| 4.1.1 实验参数与流程 |
| 4.1.2 计算和拟合方法 |
| 4.2 搅拌转速对传质系数的影响 |
| 4.3 浓度对传质系数的影响 |
| 4.4 拟合传质系数的经验关联式 |
| 4.4.1 相间扩散系数的计算 |
| 4.4.2 经验关联式的拟合与比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）非牛顿流体中CO2气泡运动及传质规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 气泡生成和上升行为的研究进展 |
| 1.2.1 气泡的生成 |
| 1.2.2 气泡的形状演变 |
| 1.2.3 气泡的运动轨迹 |
| 1.2.4 气泡的运动速度变化 |
| 1.3 气液两相传质规律 |
| 1.3.1 传质理论 |
| 1.3.2 相际间传质模型 |
| 1.3.3 气泡传质规律研究进展 |
| 1.4 气液两相流的研究手段 |
| 1.4.1 实验测量 |
| 1.4.2 数值模拟 |
| 1.5 过往研究工作的总结 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 2 实验研究 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.1.1 进气系统和图像采集系统 |
| 2.1.2 升降平台和同步触发装置 |
| 2.2 实验流体 |
| 2.2.1 羧甲基纤维素钠简介 |
| 2.2.2 CMC水溶液的配置 |
| 2.2.3 CMC水溶液的物性参数及流变参数 |
| 2.3 实验方案及流程 |
| 2.4 气泡上升运动参数测量 |
| 2.4.1 高速摄影技术 |
| 2.4.2 数字图像技术 |
| 2.5 基于实验的气泡传质系数kL计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 CO_2气泡的上升行为及运动规律研究 |
| 3.1 气泡的初始直径 |
| 3.2 气泡直径随时间的变化 |
| 3.3 气泡形状随上升路径的变化 |
| 3.4 气泡上升的运动轨迹 |
| 3.5 气泡水平速度随上升路径的变化 |
| 3.5.1 气泡尺寸对气泡水平速度的影响 |
| 3.5.2 溶液流变学特性对气泡水平速度的影响 |
| 3.6 气泡上升速度随时间的变化 |
| 3.6.1 气泡尺寸对气泡上升速度的影响 |
| 3.6.2 溶液流变学特性对气泡上升速度的影响 |
| 3.7 气泡运动的无量纲数相关性分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 CO_2气泡的传质规律研究 |
| 4.1 单CO_2气泡传质系数k_L的变化规律 |
| 4.1.1 气泡尺寸对气泡k_L的影响 |
| 4.1.2 溶液流变学特性对气泡k_L的影响 |
| 4.2 气泡的界面状态 |
| 4.2.1 单CO_2气泡k_L实验值与理论值的比较 |
| 4.2.2 气泡的临界直径 |
| 4.2.3 界面活动性对气泡传质行为的影响 |
| 4.3 CO_2气泡在液相中的传质总量 |
| 4.4 气泡传质的无量纲数相关性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）磁场作用下的低温氧氮气液传递机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 空气分离技术 |
| 1.1.1 低温精馏法 |
| 1.1.2 变压吸附法 |
| 1.1.3 膜分离法 |
| 1.1.4 空分行业的发展趋势与要求 |
| 1.2 精馏塔传热传质的研究进展 |
| 1.2.1 板效率的定义 |
| 1.2.2 塔板效率预测模型 |
| 1.2.3 气泡的动力学研究现状 |
| 1.2.3.1 气泡运动受力分析及无量纲数表达 |
| 1.2.3.2 气泡形状及运动状态研究 |
| 1.2.3.3 低温精馏气泡动力学研究中低温流体的特殊性 |
| 1.2.4 强化气液传质的发展要求 |
| 1.3 磁场辅助空气分离技术 |
| 1.3.1 物质的磁性与氧的顺磁性 |
| 1.3.2 利用磁场进行直接分离与富集 |
| 1.3.2.1 磁场力的表达及磁致分离理论 |
| 1.3.2.2 利用磁场富集或分离的装置 |
| 1.3.2.3 利用磁场辅助膜分离 |
| 1.3.2.4 梯度磁场的构建 |
| 1.3.3 磁场对两相传输过程的影响 |
| 1.3.4 磁场辅助低温精馏研究新方法 |
| 1.4 磁致空气分离的主要技术瓶颈和科学问题 |
| 1.4.1 现阶段磁致空气分离技术的瓶颈 |
| 1.4.2 磁致空气分离发展的主要科学问题 |
| 1.5 本文主要工作 |
| 2 磁场下液氧中气泡运动的流动过程模拟 |
| 2.1 物理模型与假设 |
| 2.1.1 模型假设 |
| 2.1.2 物理模型 |
| 2.2 数值模型 |
| 2.2.1 磁场模型 |
| 2.2.2 流场模型 |
| 2.2.3 气液界面捕捉方程 |
| 2.3 网格划分与模型验证 |
| 2.4 单气泡运动速度及形变 |
| 2.5 磁场作用下的气泡运动机理 |
| 2.6 磁场作用下的传质特性 |
| 2.6.1 扩散传质方程 |
| 2.6.2 磁场下氮组分的扩散过程 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 鼓泡过程气液分布及流动状态模拟 |
| 3.1 数值模型 |
| 3.1.1 磁场方程 |
| 3.1.2 流动方程 |
| 3.2 网格划分与模型验证 |
| 3.3 背景磁场对传递特性的影响 |
| 3.3.1 磁场对气液鼓泡的影响 |
| 3.3.2 剩磁磁通密度 |
| 3.3.3 磁体结构 |
| 3.4 入口条件对流动及传质特性的影响 |
| 3.4.1 气体入口与磁场的相对位置 |
| 3.4.2 入口直径 |
| 3.5 多孔鼓泡与多磁体串联 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 液氮中气泡群运动特征可视化实验 |
| 4.1 实验目的 |
| 4.2 实验装置介绍 |
| 4.3 热量输入估算 |
| 4.4 实验步骤及数据处理 |
| 4.4.1 实验步骤 |
| 4.4.2 数据处理 |
| 4.5 液氮气泡群运动特征 |
| 4.5.1 气泡的上升速度 |
| 4.5.2 气泡的曳力系数 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 磁场作用下的低温氧氮气液传质可视化实验研究 |
| 5.1 实验装置介绍 |
| 5.1.1 低温氧氮可视化装置系统设计 |
| 5.1.2 低温传质流道设计 |
| 5.1.3 永磁体“磁笼”结构设计 |
| 5.1.4 数据采集系统 |
| 5.2 实验步骤与数据处理 |
| 5.2.1 实验步骤 |
| 5.2.2 实验工况 |
| 5.2.3 气泡可视化图像处理 |
| 5.2.4 误差分析 |
| 5.3有无磁场作用下的液态氧氮传质对比实验 |
| 5.3.1 有无磁场作用时鼓泡过程的气泡群形态分析 |
| 5.3.2 磁场对气体进口流量的影响 |
| 5.3.3 磁场对氧氮气液传质时间及出口氧含量的影响 |
| 5.3.4 不同工况下传质过程中液体温度与出口流量的变化 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结和展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文创新之处 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（8）基于井喷液柱高度的井口与井底压力预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究历程及发展现状 |
| 1.2.1 基于Open CV的图像处理技术研究现状 |
| 1.2.2 水射流理论研究现状 |
| 1.2.3 气侵状态下井筒多相流动模型研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 井喷液柱高度的图像识别测量方法 |
| 2.1 井喷液柱高度测量系统的设计与测量原理 |
| 2.2 井喷液柱的图像处理研究 |
| 2.2.1 井喷液柱图像直方图均衡化方法 |
| 2.2.2 井喷液柱图像高频强调滤波处理 |
| 2.2.3 基于Otsu算法的井喷液柱图像分割 |
| 2.2.4 井喷液柱图像数学形态学处理 |
| 2.2.5 获取井喷液柱参数 |
| 2.3 图像处理法计算井喷液柱高度实验 |
| 2.3.1 实验装置与实验步骤 |
| 2.3.2 实验结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于井喷液柱高度的井口压力计算及喷流特性研究 |
| 3.1 液柱喷流的特性 |
| 3.2 井口压力与井口速度的理论计算模型研究 |
| 3.3 井喷失控流体喷流实验装置及操作方法 |
| 3.3.1 井喷失控流体喷流实验装置 |
| 3.3.2 井喷失控流体喷流实验操作方法 |
| 3.4 井喷失控流体喷流实验结果分析 |
| 3.4.1 井口压力与井口速度的理论计算模型验证 |
| 3.4.2 流体粘度对井喷液柱高度影响规律研究 |
| 3.4.3 流体密度对井喷液柱高度影响规律研究 |
| 3.4.4 含气率对井喷液柱高度影响规律研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于井口压力的井底压力瞬态预测方法 |
| 4.1 井喷失控流体井筒气液两相瞬态流动模型研究 |
| 4.1.1 井筒网格的划分 |
| 4.1.2 环空气液两相流漂移流模型控制方程 |
| 4.1.3 环空气液两相流漂移流模型辅助方程 |
| 4.1.4 气液相混合声速的计算 |
| 4.2 井喷失控流体井筒气液两相瞬态流动模型的求解 |
| 4.2.1 AUSM+格式的构造 |
| 4.2.2 数值离散化处理 |
| 4.2.3 计算步骤 |
| 4.3 模型算例求解 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与建议 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 建议 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表文章及科研情况 |
| 一、发表论文 |
| 二、参加科研项目 |
| 致谢 |
（9）换热翅片表面冷凝液与灰尘颗粒物在多工况下耦合作用机制的模拟与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.2 相关领域研究现状 |
| 1.2.1 析湿工况下换热器表面冷凝液的现有研究 |
| 1.2.2 积灰工况下换热器表面灰尘颗粒物的现有研究 |
| 1.2.3 结化霜工况下换热器性能变化规律的现有研究 |
| 1.2.4 研究现状总结 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第二章 翅片间冷凝液桥形状的模型与实验研究 |
| 2.1 实验目标与技术路线 |
| 2.2 实验设计方案 |
| 2.2.1 实验样件 |
| 2.2.2 实验装置 |
| 2.2.3 实验步骤 |
| 2.2.4 实验工况 |
| 2.2.5 误差分析 |
| 2.3 液桥接触线实验观测 |
| 2.3.1 液桥接触线的可视化形状观测结果 |
| 2.3.2 液桥接触线的实验关联式 |
| 2.4 液桥接触角实验观测 |
| 2.4.1 液桥接触角随方位角的变化规律 |
| 2.4.2 液桥最大接触角的实验关联式 |
| 2.4.3 液桥最小接触角的实验关联式 |
| 2.4.4 液桥接触角的实验关联式 |
| 2.5 液桥形状描述模型 |
| 2.5.1 技术路线 |
| 2.5.2 液桥接触线的描述模型 |
| 2.5.3 液桥弯曲线的描述模型 |
| 2.5.4 液桥体积的计算方法 |
| 2.6 实验验证 |
| 2.6.1 实验设计思路 |
| 2.6.2 实验装置与步骤 |
| 2.6.3 液桥形状的可视化实验验证结果 |
| 2.6.4 液桥体积计算的实验验证结果 |
| 2.6.5 液桥体积模型的结果讨论 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 液桥捕集灰尘过程的模拟与实验验证 |
| 3.1 研究目标 |
| 3.2 液桥形变模型 |
| 3.2.1 液桥气液相界面的确定 |
| 3.2.2 液桥液固相界面的确定 |
| 3.3 灰尘颗粒物捕集模型 |
| 3.3.1 模型假设 |
| 3.3.2 灰尘颗粒物捕集计算模型 |
| 3.4 计算流程 |
| 3.5 算例设置 |
| 3.5.1 计算区域与边界条件 |
| 3.5.2 模拟设置与网格独立性分析 |
| 3.6 实验验证 |
| 3.6.1 实验装置与步骤 |
| 3.6.2 实验工况与误差分析 |
| 3.6.3 液桥形变的可视化验证结果 |
| 3.6.4 捕集灰尘颗粒物质量的验证结果 |
| 3.7 结果讨论 |
| 3.7.1 直径对含尘液桥上颗粒物分布的影响 |
| 3.7.2 液桥形变对捕集灰尘质量的影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 翅片表面析湿除灰特性的实验研究 |
| 4.1 实验目标与技术路线 |
| 4.2 实验设计方案 |
| 4.2.1 实验样件制备 |
| 4.2.2 灰尘沉积层形成方法 |
| 4.2.3 冷凝水形成方法 |
| 4.2.4 除灰速率和灰尘残留质量的测量 |
| 4.3 翅片表面润湿性对冷凝水分布的影响 |
| 4.3.1 冷凝水在实验样件上的分布 |
| 4.3.2 不同表面润湿性翅片的冷凝水除灰机制 |
| 4.4 翅片表面润湿性对冷凝除灰特性的影响 |
| 4.4.1 翅片表面润湿性对残留灰量的影响 |
| 4.4.2 翅片表面润湿性对除灰速率的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 翅片表面结化霜除灰特性的实验研究 |
| 5.1 实验研究对象 |
| 5.2 实验设计方案 |
| 5.2.1 实验样件与积灰装置 |
| 5.2.2 结化霜装置与除灰速率测量方法 |
| 5.3 翅片表面润湿性对化霜过程的影响 |
| 5.3.1 无尘与含尘样件上霜层的化霜行为过程 |
| 5.3.2 不同润湿性表面上的化霜除灰机制 |
| 5.4 翅片表面润湿性对化霜除灰特性的影响 |
| 5.4.1 翅片表面润湿性对除灰速率的影响 |
| 5.4.2 翅片表面润湿性对残留灰量的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 微通道换热器冷凝液疏泄的模拟与实验验证 |
| 6.1 研究对象 |
| 6.2 冷凝液疏泄过程的模拟方法 |
| 6.2.1 基本控制方程 |
| 6.2.2 液滴受力公式 |
| 6.2.3 液滴接触角计算公式 |
| 6.2.4 模拟计算示例 |
| 6.3 实验验证 |
| 6.3.1 实验目的与原理 |
| 6.3.2 实验装置与样件 |
| 6.3.3 实验步骤与误差分析 |
| 6.3.4 实验验证结果 |
| 6.4 模拟结果与讨论 |
| 6.4.1 翅片强化结构对残留水质量的影响 |
| 6.4.2 微通道换热器放置角度对残留水质量的影响 |
| 6.4.3 微通道扁管对冷凝液疏泄特性的影响 |
| 6.4.4 计算单元划分对模拟结果的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.1.1 工作内容 |
| 7.1.2 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表论文及参与项目 |
（10）具有隔板的竖直双管程循环流化床蒸发器中流体力学性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 概述 |
| 1.1.2 污垢的分类 |
| 1.1.3 防、除垢的方法和措施 |
| 1.2 流化床换热防垢节能技术 |
| 1.3 循环流化床流体力学性能的研究进展 |
| 1.3.1 颗粒分布的研究进展 |
| 1.3.2 分布板的研究进展 |
| 1.3.3 循环流化床压降的研究进展 |
| 1.3.4 循环流化床数值模拟的研究进展 |
| 1.4 多相流测试技术 |
| 1.4.1 CCD技术 |
| 1.4.2 放射颗粒示踪技术 |
| 1.4.3 电容层析成像技术 |
| 1.4.4 多普勒测速技术 |
| 1.5 本课题的主要研究内容及意义 |
| 第二章 蒸发器流体力学性能的可视化研究 |
| 2.1 实验装置及流程 |
| 2.1.1 实验装置 |
| 2.1.2 实验流程 |
| 2.2 实验工质及物性 |
| 2.3 实验参数及测量 |
| 2.3.1 实验参数 |
| 2.3.2 参数的测量 |
| 2.4 实验方案 |
| 2.5 实验数据处理方法 |
| 2.5.1 固体颗粒的流化和分布 |
| 2.5.2 分布板的效能评价 |
| 2.6 实验研究的思路和特色 |
| 第三章 蒸发器流体力学性能的结果与讨论 |
| 3.1 循环流量对颗粒流化和分布的影响 |
| 3.1.1 上行床中的颗粒分布 |
| 3.1.2 下行床中的颗粒分布 |
| 3.2 颗粒加入量对颗粒流化和分布的影响 |
| 3.2.1 上行床中的颗粒分布 |
| 3.2.2 下行床中的颗粒分布 |
| 3.3 隔板高度对颗粒流化和分布的影响 |
| 3.3.1 上行床中的颗粒分布 |
| 3.3.2 下行床中的颗粒分布 |
| 3.4 蒸发室液位对颗粒分布和压降的影响 |
| 3.4.1 蒸发室液位对颗粒分布和压降的影响 |
| 3.4.2 恒定高度差下蒸发室液位对颗粒分布和压降的影响 |
| 3.5 颗粒粒径对颗粒流化和分布的影响 |
| 3.5.1 上行床中的颗粒分布 |
| 3.5.2 下行床中的颗粒分布 |
| 3.6 颗粒类型对颗粒流化和分布的影响 |
| 3.6.1 上行床中的颗粒分布 |
| 3.6.2 下行床中的颗粒分布 |
| 3.7 操作条件对分布板性能的影响 |
| 3.7.1 循环流量对分布板性能的影响 |
| 3.7.2 隔板高度对分布板性能的影响 |
| 3.7.3 颗粒加入量对分布板性能的影响 |
| 3.8 小结 |
| 第四章 蒸发器流体力学性能数值计算模型的建立 |
| 4.1 颗粒在流体中所受的力 |
| 4.1.1 曳力 |
| 4.1.2 压力梯度力 |
| 4.1.3 升力 |
| 4.1.4 虚拟质量力 |
| 4.2 控制方程 |
| 4.2.1 质量守恒方程 |
| 4.2.2 液相动量守恒方程 |
| 4.2.3 固相的动量守恒方程 |
| 4.2.4 多相流的湍流模型 |
| 4.3 初始条件和边界条件 |
| 4.4 网格的划分 |
| 4.5 模型的求解方法 |
| 4.5.1 控制方程的离散 |
| 4.5.2 流场的数值计算 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 蒸发器流体力学性能数值模拟与实验结果的对比 |
| 5.1 网格无关性验证 |
| 5.2 进口流速对颗粒分布和蒸发器压降的影响 |
| 5.2.1 颗粒分布 |
| 5.2.2 蒸发器的压降 |
| 5.3 颗粒加入量对颗粒分布和蒸发器压降的影响 |
| 5.3.1 颗粒分布 |
| 5.3.2 蒸发器的压降 |
| 5.4 颗粒粒径对颗粒分布和蒸发器压降的影响 |
| 5.4.1 颗粒分布 |
| 5.4.2 蒸发器的压降 |
| 5.5 颗粒密度对颗粒分布和蒸发器压降的影响 |
| 5.5.1 颗粒分布 |
| 5.5.2 蒸发器的压降 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望和后续工作设想 |
| 参考文献 |
| 符号说明 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、CCD数字图像处理方法在液相流动研究中的应用（论文参考文献）
- [1]液-液相中环形液滴的动力学特性研究[D]. 郑利敏. 桂林电子科技大学, 2021(02)
- [2]气泡切割运动行为与传质过程研究[D]. 崔久军. 青岛科技大学, 2021(02)
- [3]灰烧结过程中孔隙演变和粉煤灰集料导热系数实验研究[D]. 王曌文. 浙江大学, 2021(01)
- [4]光场层析成像火焰三维温度场测量方法与系统研究[D]. 刘煜东. 东南大学, 2020
- [5]搅拌槽内不互溶液液体系相间传质过程的实验研究[D]. 杜秀鑫. 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2020
- [6]非牛顿流体中CO2气泡运动及传质规律研究[D]. 李智. 大连理工大学, 2020(02)
- [7]磁场作用下的低温氧氮气液传递机理研究[D]. 张瑞平. 浙江大学, 2020(07)
- [8]基于井喷液柱高度的井口与井底压力预测研究[D]. 姚笛. 东北石油大学, 2020(03)
- [9]换热翅片表面冷凝液与灰尘颗粒物在多工况下耦合作用机制的模拟与实验研究[D]. 杨艺菲. 上海交通大学, 2020
- [10]具有隔板的竖直双管程循环流化床蒸发器中流体力学性能的研究[D]. 李娜. 天津大学, 2019(01)