兩相氣固流在線測量的偏差問題探討 二

2 　現階段的測量方法

這些方法按原理可分為光學法、過程層析成像法、放射射線法、相關法、微波法、磁核共振法和超聲波法等. 前兩種方法在近一二年內是學者們比較關注的方向,也是研究得比較多的課題.

2. 1 　光學法

隨著激光的問世及其應用領域的拓展,學者們利用激光這一新興的媒介工具嘗試著進行氣固

兩相流的測量. 利用激光光束的水準度高、不易發散性及其具有一般光線的共性,發展出了不少基于激光應用的測量技術. 基于顆粒散射光的特性,由散射光強的Mie 理論,可推導出激光通過氣固兩相流散射光的強度,以此求得顆粒的粒徑大小.基于多普勒效應激光入射運動顆粒產生的散射光的頻率與入射光頻率的差值和顆粒的運動速度成正比而發展起來的測速技術在許多復雜流動領域已有應用;隨后發展的相位多普勒技術除了能測量流體速度,更能同時獲得顆粒尺寸的信息.為使這種技術能廣泛應用,不少學者或改進理論模型或改變測量方法,如有從光散射干涉條紋模型出發的相位多普勒技術[4 ]等,以簡化實際復雜工況,得出近似正確的結果. 但以上方法只能獲得空間單點的流體信息. 為此,又有PIV 技術的興起. PIV 技術稱為顆粒成像測速法. 其方法是將激光引入流場照明,以照明區域決定拍攝流場區域,并用高速相機拍攝某時刻流場的圖像,再將其傳入計算機,采用一定的圖像處理算法還原成圖像,從中獲得二維或三維的瞬態全流場的速度分布、濃度分布、粒徑大小等流動信息. PIV 技術現已在流化床、熱態工業燃燒器流場測定中取得了成功的經驗 ,因為以圖像方式直觀顯示流動工況,又能進行全流場瞬時測定的技術近年來在多相流領域中得到了廣泛的應用. 但對于濃度較高的兩相流,成像質量則比較差,這是因為激光難以穿過顆粒高密度區域. 應用光學法,測量精度高,又是非接觸式測量,因而應用前景較好. 但其測量儀器精密昂貴,操作不易,對環境要求高,目前階段還不宜用于工業生產. 運用光學法測量,需要激光穿過兩相流,故要求管壁透明,被測流固相濃度適宜.因此,要求被測區域透光性能好,也是光學法測量

存在的較大缺陷. 在實際應用中,管道基本不透明,顆粒在某種工況下非常密集,這就成為影響光學測量技術發展的主要障礙.

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