砂塵環境試驗設備中顆粒濃度場的實驗研究咗

砂塵環境試驗設備中顆粒濃度場的實驗研究

分析上述參數實（shí）際上就足研，氣固兩相流（liú）中顆粒速（sù）度場以及濃度場的變化規，國軍標砂塵環境試驗中規記，含砂固兩相（xiàng）流在撞（zhuàng）忐試件（jiàn），收稿日期200哚31砂粒的速度（dù）和氣流流速叢本相等。，時砂（shā）粒近似（sì）均勻地（dì）懸浮在氣流中（zhōng）。這些參數反映了氣閥兩（liǎng）相流（liú）複雜的空間特忡。難以通過理論模型來描述。　　隻有采用理論分析（xī）與實驗研宄（guǐ）相結合的方法，才能確定（dìng）砂塵設備中的些設計參數，如加砂（shā）方式和加砂段距離等。　　1實驗（yàn）裝置及實（shí）驗方法木實驗是在（zài）同（tóng）科學院寒（hán）早區（qū）環境與工程研宄所沙（shā）漠研宄所室內風沙環境風洞（dòng）進行的。它是座直（zhí）流閉口吹氣式低速風洞，實驗段長16.23叫實驗段矩（jǔ）型斷麵為寬，高=1.，父0.6進口（kǒu）軸線指（zhǐ）風速1.535.0，連續可調，風洞為木質框架（jià）結構，實驗段兩側壁和（hé）頂部由裝有鋼化玻璃的（de）活動窗（chuāng）戶所構成，而風洞底部則由多層膠合板所組（zǔ）成。本實驗係統（tǒng）1所訴（sù）。風洞主風機是台離心風機，砂塵縈粒氣力輸送的氣源是台空壓機，訕過帶（dài）有球閥的（de）料鬥（dòu）將砂料加入到輸送管道內。其餘包括料鬥及輸送管路都是（shì）塑料製品，而氣固噴嘴為鋼材製成，收擴型，收（shōu）擴（kuò）比26 36，擴張角30.由空（kōng）壓機出來的壓（yā）縮仝氣將（jiāng）料鬥的砂料訕過輸送管路經氣叫噴嘴（zuǐ）沿軸向嗩入實驗段氣流內。　　2測量（liàng）原理激光粒子成像技術足在流場顯的駐礎上。　　利用近期高速發展（zhǎn）的計算機像處理技術而（ér）發展（zhǎn）起來的種新的流動測量技術2.它突破了空間單（dān）點測渭（wèi）技術的局限性。從（cóng）而實現了對整（zhěng）個流場要有粒子成（chéng）像測速技術，也士136，+時172種這法4.技術是基十像相關，而技術是基於顆粒相關，它由2幅像整個流場的速度分布。因（yīn）此，在流（liú）場測試過程中，在確定像中各粒子的位置時，同時還可以得到粒子尺寸及分布的信息，比較（jiào）而言基，顆粒相關情況及顆粒（lì）的形狀信息，因而技術史適合於研咒砂塵（chén）環境試驗中稀相含砂氣兩相流場。其原理2.　　其測定（dìng）原理為將顆（kē）粒濃度場置於激光片光源的照（zhào）射下，用照相係統把所要研區域的顆粒濃度場完全地記錄在底片上然後用基於顆粒（lì）相關的，技（jì）術處理該底片5，由像的灰度梯度來進行粒子邊界的識（shí）別，即從粒子像的灰度（dù）中心點出發，計算與灰度中心相鄰各點（diǎn）間的梯度值，然後又由這些點出發計算與（yǔ）其（qí）各自相鄰點的灰（huī）度梯度值。按此方法，直到粒子的邊緣為止，即（jí）粒（lì）子邊（biān）緣點與背景的梯度伉小於我們預先設定好的閾值，而且這個點與其相鄰點的灰度值接近於背景出該粒子在像中所占的麵積的大小，也就是（shì）說包含有多少個象素（sù）點（diǎn）。根據單位（wèi）象（xiàng）素點所代農的（de）實際長（zhǎng）度大小，可以換（huàn）算出（chū）粒子的實際麵積大小（xiǎo），然後將這個麵（miàn）積折算成相（xiàng）應的標準直徑（jìng），即將不規則的（de）粒子祈這成標準的球形粒子的1徑（jìng）凡中，心是不規則光斑的實小麵積。單位為廣是折算後球形粒子的（de）標準直徑，單（dān）位為，經過這樣的汁算轉換。權到各粒子的標準（zhǔn）直徑，就以將像中的粒（lì）子按搜索的位（wèi）置和尺寸大小分覽於是就得到相應流場中顆粒大小及空（kōng）間（jiān）分布情況。　　3實驗過（guò）程本實驗條件是按國軍標進行的，所用的砂料全部是石英砂。密度為260013.徑為50，850叫，平均粒較為377叱1.實驗中風刺風速為20卸8，氣固噴嘴噴（pēn）速為251+，風洞中砂粒質量（liàng）北京航空航天大學學報濃度為2.2屬稀氣（qì）兩相流（liú）。　　實（shí）驗中對經氣固噴（pēn）嘴噴（pēn）出的含砂粒（lì）的氣固（gù）兩相流和（hé）風洞來流混合後的氣固兩相流進行（háng）測試研宄。實驗開始前，將標有刻度的校（xiào）準板（bǎn）置於觀察區±或，用，相機拍攝（shè）下來。用於（yú）標（biāo）定0，的（de）像素與實際測（cè）量範圍的（de）換算關係。在測試時，用激光片光源照亮氣固噴嘴中心處與流動方向平行的（de）豎直（zhí）截麵。用，鼓像機進廳捫攝。拍攝區域火小為20，20由於氣固噴嘴直徑僅為36洲（zhōu）為使該（gāi）區域的流場觀察區完全充滿，相機的畫麵，將相機（jī）放置（zhì）在靠近風洞側壁0.83，距離的地麵上，相機離地麵高（gāo）度為1.41取距氣固嗩嘴0.75和2.71處2個處於風1心軸線（xiàn）處（chù）豎直截麵（miàn）進行，測試。由於，測試區域為距中心軸線上下10，的方形區域，未能測試到整個風洞（dòng）截麵。為此，同時對激光照亮的整個豎直截麵數碼相機進丁（dīng）拍照。通過照片（piàn）來對結果（guǒ）進行補充說明。並且對這2處的1嚇（xià）結果進（jìn），處理（lǐ）。　　4實驗結（jié）果及分析，+刀（dāo）⑴處個豎直測試截麵中心軸線處20，120，1區域內砂塵顆粒濃度沿風洞高度方向上的分布規律的擬合曲線（xiàn）及顆粒分布曲線。閣1和4.足在2位置處對整個（gè）1截麵上顆粒空間分布進行拍（pāi）攝的數碼照片。5和從33濃度曲線中可看出顆粒濃度在軸線附近有（yǒu）個峰值，且顆粒分布（bù）不均，呈現出上下部分少中間多的態勢，說明在距（jù）氣固噴嘴0.75處砂塵顆粒多數聚集在軸線中心位置附近，這是由於顆粒剛由噴嘴噴出（chū），還沒有來得及進行（háng）湍流擴散。由31可知，峰值位於軸線上部（bù）約5，處，沿風（fēng）洞高度顆粒呈拋物線分布，即中間多上下兩邊少。而由3，中也可以得出在軸線偏上位置砂粒比較多（duō）的結論，而在風洞靠近頂（dǐng）部和底部區域幾乎沒有（yǒu）砂粒存濟南實驗（yàn）機（鋼絞線實驗機（jī））采取微機（jī）控製電液伺服閥加載和手動液（yè）壓加載、主體與控製框分置的設計（jì）在。由於本實驗所（suǒ）用氣（qì）固噴嘴的（de）上遊，有排插（chā）入的加沙管，使得風（fēng）洞內氣流偏上，造（zào）成峰值偏（piān）於軸線上部；截麵，即距氣固噴嘴2.71處時，其峰值已基本消失，濃（nóng）度曲線變得平坦。由41可知，顆粒沿風洞（dòng）吱在擬和曲線附近波動。，峰（fēng）值（zhí）已消失，顆b顆粒分布曲線，整個豎直截麵（miàn）上的砂粒數碼（mǎ）照片變化曲線與截麵照片對比（bǐ）粒在各高度之間分布顆粒數相當，說（shuō）明軸線上下部分（fèn）顆粒己擴散均勻。從4，中也可以看（kàn）出，顆粒（lì）幾乎布滿整（zhěng）個區域，說明顆粒的質量彌散是很強烈的，顆（kē）粒在距（jù）氣固噴嘴2.71處已基本擴散開。這（zhè）也證明了氣固湍（tuān）流流動（dòng）中確實存在著固體顆粒（lì）的擴散現象從5砂粒粒徑（jìng）變化曲線（xiàn）中得出，在距氣固噴嘴0.751處的截麵中叫粒徑（jìng）的砂粒（lì）集中在軸線部分。而粒徑（jìng）偏大的顆粒處千區域的（de）下部大小（xiǎo）粒（lì）徑的砂粒分布不（bú）均而在6中可以看出（chū），當含砂氣固流場運動到距噴嘴2.7處時，顆粒這2幅也顯出流場中小粒子占據多數，而大顆粒較少的特點。；以上充分說明。砂粒在距噴嘴（zuǐ）。751處軸線中實驗結采擬合曲線實驗結，擬合肋線砂粒粒校（xiào）mm砂粒顆粒數從個1顆粒分布曲線5結論采用激光粒子成像技術能在環境風（fēng）洞中對含砂氣固兩相射流流場中顆粒濃度場進行測定，結果理想，這是環境這（zhè）群姑（gū）娘（niáng）們都幫忙調和安排風洞（dòng）中傳統1．軟（ruǎn）件和硬件：質量上乘的電子萬能實驗機1般采取品牌的計算機控製係統軟件為WindowsXP操作係統（tǒng）平台具有運轉速度快界麵平和操作簡略等特點可滿（mǎn）足分歧資料的實驗丈量需求可根（gēn）據國（guó）度規範國際規（guī）範（fàn）也許行業規範丈量（liàng）各類資料的物理功能實驗實驗手（shǒu）段無法實現的；對於含（hán）砂氣固兩相射流，在距氣固噴嘴約處（chù）的叔麵上。砂粒腳！粒還沒1擴散到整個空間（jiān）內（nèi），軸線附近的粒1較名。而且人粒子多數處千下部區域，在距噴嘴（zuǐ）約31左右的截麵（miàn）上粒子基本（běn）均勻擴散，從而可確定砂塵環境試驗中試件的（de）安放位置；31為我1自，研製大型砂個環境試驗設（shè）備覽定了基礎。也為氣固兩相流理（lǐ）論的發展提供了補充。　　c整個豎直（zhí）截麵上（shàng）的砂粒數碼（mǎ）照片變化曲線（xiàn）與截麵照片對比隨風洞高度濃度變化曲線心附近濃度大，且大粒（lì）徑顆粒區域下（xià）部多，而在噴嘴山處這個現象基本消失粒作整個區域分布相（xiàng）對比較均。而且大粒泣的（de）顆粒也（yě）散布於勞1空間區域內，符合砂塵試驗的（de）要求。　　1陽（yáng）150.86，軍用設備（bèi）環境（jìng）試驗方法砂塵試驗問0楊廷相，王天友，趙慧。內燃機缸內流（liú）場的全（quán）場測試（shì）實驗吳飛雪，董守平，時銘（míng）顯。激光粒子成像技術（shù）測（cè）定旋風分離器內（nèi）顆粒濃度場的實（shí）驗研究刀。石油大學學報自然科學版，2000，267276濃度變化擬合曲線隨風洞高度濃度變化曲線