砂塵環(huán)境試驗設備中顆粒濃度場(chǎng)的實(shí)驗研究

分析上述參數實(shí)際上就足研，氣固兩相流中顆粒速度場(chǎng)以及濃度場(chǎng)的變化規，國軍標砂塵環(huán)境試驗中規記，含砂固兩相流在撞忐試件，收稿日期200哚31砂粒的速度和氣流流速叢本相等。，時(shí)砂粒近似均勻地懸浮在氣流中。這些參數反映了氣閥兩相流復雜的空間特忡。難以通過(guò)理論模型來(lái)描述?！　≈挥胁捎美碚摲治雠c實(shí)驗研宄相結合的方法，才能確定砂塵設備中的些設計參數，如加砂方式和加砂段距離等?！　?實(shí)驗裝置及實(shí)驗方法木實(shí)驗是在同科學(xué)院寒早區環(huán)境與工程研宄所沙漠研宄所室內風(fēng)沙環(huán)境風(fēng)洞進(jìn)行的。它是座直流閉口吹氣式低速風(fēng)洞，實(shí)驗段長(cháng)16.23叫實(shí)驗段矩型斷面為寬，高=1.，父0.6進(jìn)口軸線(xiàn)指風(fēng)速1.535.0，連續可調，風(fēng)洞為木質(zhì)框架結構，實(shí)驗段兩側壁和頂部由裝有鋼化玻璃的活動(dòng)窗戶(hù)所構成，而風(fēng)洞底部則由多層膠合板所組成。本實(shí)驗系統1所訴。風(fēng)洞主風(fēng)機是臺離心風(fēng)機，砂塵縈粒氣力輸送的氣源是臺空壓機，訕過(guò)帶有球閥的料斗將砂料加入到輸送管道內。其余包括料斗及輸送管路都是塑料制品，而氣固噴嘴為鋼材制成，收擴型，收擴比26 36，擴張角30.由空壓機出來(lái)的壓縮仝氣將料斗的砂料訕過(guò)輸送管路經(jīng)氣叫噴嘴沿軸向嗩入實(shí)驗段氣流內?！　?測量原理激光粒子成像技術(shù)足在流場(chǎng)顯的駐礎上?！　±媒诟咚侔l(fā)展的計算機像處理技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的種新的流動(dòng)測量技術(shù)2.它突破了空間單點(diǎn)測渭技術(shù)的局限性。從而實(shí)現了對整個(gè)流場(chǎng)要有粒子成像測速技術(shù)，也士136，+時(shí)172種這法4.技術(shù)是基十像相關(guān)，而技術(shù)是基于顆粒相關(guān)，它由2幅像整個(gè)流場(chǎng)的速度分布。因此，在流場(chǎng)測試過(guò)程中，在確定像中各粒子的位置時(shí)，同時(shí)還可以得到粒子尺寸及分布的信息，比較而言基，顆粒相關(guān)情況及顆粒的形狀信息，因而技術(shù)史適合于研咒砂塵環(huán)境試驗中稀相含砂氣兩相流場(chǎng)。其原理2.　　其測定原理為將顆粒濃度場(chǎng)置于激光片光源的照射下，用照相系統把所要研區域的顆粒濃度場(chǎng)完全地記錄在底片上然后用基于顆粒相關(guān)的，技術(shù)處理該底片5，由像的灰度梯度來(lái)進(jìn)行粒子邊界的識別，即從粒子像的灰度中心點(diǎn)出發(fā)，計算與灰度中心相鄰各點(diǎn)間的梯度值，然后又由這些點(diǎn)出發(fā)計算與其各自相鄰點(diǎn)的灰度梯度值。按此方法，直到粒子的邊緣為止，即粒子邊緣點(diǎn)與背景的梯度伉小于我們預先設定好的閾值，而且這個(gè)點(diǎn)與其相鄰點(diǎn)的灰度值接近于背景出該粒子在像中所占的面積的大小，也就是說(shuō)包含有多少個(gè)象素點(diǎn)。根據單位象素點(diǎn)所代農的實(shí)際長(cháng)度大小，可以換算出粒子的實(shí)際面積大小，然后將這個(gè)面積折算成相應的標準直徑，即將不規則的粒子祈這成標準的球形粒子的1徑凡中，心是不規則光斑的實(shí)小面積。單位為廣是折算后球形粒子的標準直徑，單位為，經(jīng)過(guò)這樣的汁算轉換。權到各粒子的標準直徑，就以將像中的粒子按搜索的位置和尺寸大小分覽于是就得到相應流場(chǎng)中顆粒大小及空間分布情況?！　?實(shí)驗過(guò)程本實(shí)驗條件是按國軍標進(jìn)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(shí)驗中風(fēng)刺風(fēng)速為20卸8，氣固噴嘴噴速為251+，風(fēng)洞中砂粒質(zhì)量北京航空航天大學(xué)學(xué)報濃度為2.2屬稀氣兩相流?！　?shí)驗中對經(jīng)氣固噴嘴噴出的含砂粒的氣固兩相流和風(fēng)洞來(lái)流混合后的氣固兩相流進(jìn)行測試研宄。實(shí)驗開(kāi)始前，將標有刻度的校準板置于觀(guān)察區±或，用，相機拍攝下來(lái)。用于標定0，的像素與實(shí)際測量范圍的換算關(guān)系。在測試時(shí)，用激光片光源照亮氣固噴嘴中心處與流動(dòng)方向平行的豎直截面。用，鼓像機進(jìn)廳捫攝。拍攝區域火小為20，20由于氣固噴嘴直徑僅為36洲為使該區域的流場(chǎng)觀(guān)察區完全充滿(mǎn)，相機的畫(huà)面，將相機放置在靠近風(fēng)洞側壁0.83，距離的地面上，相機離地面高度為1.41取距氣固嗩嘴0.75和2.71處2個(gè)處于風(fēng)1心軸線(xiàn)處豎直截面進(jìn)行，測試。由于，測試區域為距中心軸線(xiàn)上下10，的方形區域，未能測試到整個(gè)風(fēng)洞截面。為此，同時(shí)對激光照亮的整個(gè)豎直截面數碼相機進(jìn)丁拍照。通過(guò)照片來(lái)對結果進(jìn)行補充說(shuō)明。并且對這2處的1嚇結果進(jìn)，處理?！　?實(shí)驗結果及分析，+刀⑴處個(gè)豎直測試截面中心軸線(xiàn)處20，120，1區域內砂塵顆粒濃度沿風(fēng)洞高度方向上的分布規律的擬合曲線(xiàn)及顆粒分布曲線(xiàn)。閣1和4.足在2位置處對整個(gè)1截面上顆?？臻g分布進(jìn)行拍攝的數碼照片。5和從33濃度曲線(xiàn)中可看出顆粒濃度在軸線(xiàn)附近有個(gè)峰值，且顆粒分布不均，呈現出上下部分少中間多的態(tài)勢，說(shuō)明在距氣固噴嘴0.75處砂塵顆粒多數聚集在軸線(xiàn)中心位置附近，這是由于顆粒剛由噴嘴噴出，還沒(méi)有來(lái)得及進(jìn)行湍流擴散。由31可知，峰值位于軸線(xiàn)上部約5，處，沿風(fēng)洞高度顆粒呈拋物線(xiàn)分布，即中間多上下兩邊少。而由3，中也可以得出在軸線(xiàn)偏上位置砂粒比較多的結論，而在風(fēng)洞靠近頂部和底部區域幾乎沒(méi)有砂粒存濟南實(shí)驗機（鋼絞線(xiàn)實(shí)驗機）采取微機控制電液伺服閥加載和手動(dòng)液壓加載、主體與控制框分置的設計在。由于本實(shí)驗所用氣固噴嘴的上游，有排插入的加沙管，使得風(fēng)洞內氣流偏上，造成峰值偏于軸線(xiàn)上部；截面，即距氣固噴嘴2.71處時(shí)，其峰值已基本消失，濃度曲線(xiàn)變得平坦。由41可知，顆粒沿風(fēng)洞吱在擬和曲線(xiàn)附近波動(dòng)。，峰值已消失，顆b顆粒分布曲線(xiàn)，整個(gè)豎直截面上的砂粒數碼照片變化曲線(xiàn)與截面照片對比粒在各高度之間分布顆粒數相當，說(shuō)明軸線(xiàn)上下部分顆粒己擴散均勻。從4，中也可以看出，顆粒幾乎布滿(mǎn)整個(gè)區域，說(shuō)明顆粒的質(zhì)量彌散是很強烈的，顆粒在距氣固噴嘴2.71處已基本擴散開(kāi)。這也證明了氣固湍流流動(dòng)中確實(shí)存在著(zhù)固體顆粒的擴散現象從5砂粒粒徑變化曲線(xiàn)中得出，在距氣固噴嘴0.751處的截面中叫粒徑的砂粒集中在軸線(xiàn)部分。而粒徑偏大的顆粒處千區域的下部大小粒徑的砂粒分布不均而在6中可以看出，當含砂氣固流場(chǎng)運動(dòng)到距噴嘴2.7處時(shí)，顆粒這2幅也顯出流場(chǎng)中小粒子占據多數，而大顆粒較少的特點(diǎn)。；以上充分說(shuō)明。砂粒在距噴嘴。751處軸線(xiàn)中實(shí)驗結采擬合曲線(xiàn)實(shí)驗結，擬合肋線(xiàn)砂粒粒校mm砂粒顆粒數從個(gè)1顆粒分布曲線(xiàn)5結論采用激光粒子成像技術(shù)能在環(huán)境風(fēng)洞中對含砂氣固兩相射流流場(chǎng)中顆粒濃度場(chǎng)進(jìn)行測定，結果理想，這是環(huán)境這群姑娘們都幫忙調和安排風(fēng)洞中傳統1．軟件和硬件：質(zhì)量上乘的電子萬(wàn)能實(shí)驗機1般采取品牌的計算機控制系統軟件為WindowsXP操作系統平臺具有運轉速度快界面平和操作簡(jiǎn)略等特點(diǎn)可滿(mǎn)足分歧資料的實(shí)驗丈量需求可根據國度規范國際規范也許行業(yè)規范丈量各類(lèi)資料的物理功能實(shí)驗實(shí)驗手段無(wú)法實(shí)現的；對于含砂氣固兩相射流，在距氣固噴嘴約處的叔面上。砂粒腳！粒還沒(méi)1擴散到整個(gè)空間內，軸線(xiàn)附近的粒1較名。而且人粒子多數處千下部區域，在距噴嘴約31左右的截面上粒子基本均勻擴散，從而可確定砂塵環(huán)境試驗中試件的安放位置；31為我1自，研制大型砂個(gè)環(huán)境試驗設備覽定了基礎。也為氣固兩相流理論的發(fā)展提供了補充?！　整個(gè)豎直截面上的砂粒數碼照片變化曲線(xiàn)與截面照片對比隨風(fēng)洞高度濃度變化曲線(xiàn)心附近濃度大，且大粒徑顆粒區域下部多，而在噴嘴山處這個(gè)現象基本消失粒作整個(gè)區域分布相對比較均。而且大粒泣的顆粒也散布于勞1空間區域內，符合砂塵試驗的要求?！　?陽(yáng)150.86，軍用設備環(huán)境試驗方法砂塵試驗問(wèn)0楊廷相，王天友，趙慧。內燃機缸內流場(chǎng)的全場(chǎng)測試實(shí)驗吳飛雪，董守平，時(shí)銘顯。激光粒子成像技術(shù)測定旋風(fēng)分離器內顆粒濃度場(chǎng)的實(shí)驗研究刀。石油大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版，2000，267276濃度變化擬合曲線(xiàn)隨風(fēng)洞高度濃度變化曲線(xiàn)