喷雾流场液滴参数全场彩虹技术与消光法融合的二维多点测量方法研究

基本信息
批准号:51406068
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:宋飞虎
学科分类:
依托单位:江南大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:浦宏杰,李静,徐晚秀,纪飞,周礽,陆勇
关键词:
液滴浓度全场彩虹技术多点测量粒径分布数据融合
结项摘要

Spray is widely used in energy and environment fields, such as processes of cooling, combustion etc. The concentration, temperature and size distribution of spray droplets influence operation safety and efficiency in the industrial process. So the online measurement methods for spray field with multi-point and multi-parameter performance have important guiding significance to the study of atomization mechanism and optimization of spray equipment. Therefore on the basis of previous investigation on single-point global rainbow refractometry, this project aims to build an imaging system based on a two dimensional array of apertures and mirrors and to propose an improved inversion algorithm. Thus refractive indices and size distributions of droplets at several locations on a two-dimensional plane can be determined accurately. Also the physical parameters (temperature, component concentration etc.) related to refractive index can be characterized indirectly. On the basis of previous investigation on extinction method, this project aims to propose a fusion algorithm based on global rainbow refractometry and extinction. Thus in the fusion algorithm, the droplet concentration in the spray field can be determined by extinction method. The size and refractive index of the droplets used for the determination of droplet concentration is obtained with global rainbow refractometry. Some nozzles widely used in energy and environment fields are taken for experimental research in the processes of cooling, burning etc. With the ultimate achievements of the project, a novel global rainbow refractometry for multi-parameter and multi-point measurement of spray droplets is expected to be presented, and the foundation for future development of test equipment can be established.

雾化广泛地应用于燃烧、冷却等能源与环境领域的诸多过程。雾化液滴的浓度、温度、粒径分布等参数显著地影响工业过程的安全和效率,因此喷雾流场液滴的多参数、多点、同时在线测量,对研究雾化机理及优化喷雾系统具有重要的指导意义。为此本项申请在前期单点全场彩虹技术的研究基础上,构建基于二维光阑-平面镜阵列的成像系统,以及提出改进反演算法,实现喷雾流场液滴折射率、粒径分布的二维多点全场彩虹在线测量方法,并间接表征与折射率有关的液滴温度、组分浓度等信息;在前期消光法的研究基础上,建立全场彩虹技术与消光法融合的测量系统和反演算法,则消光法可以利用全场彩虹技术测得的液滴粒径、折射率,测量喷雾流场的液滴浓度。最后基于建立的测量系统,选取能源环境领域常用的雾化喷嘴,对冷却、燃烧等过程中的喷雾进行实验研究。基于本项申请的成果,有望建立一套较为完整的喷雾流场多点多参数测量方法和系统,为后期测试设备的开发提供基础。

项目摘要

雾化广泛地应用于燃烧、冷却等能源与环境领域的诸多过程。雾化液滴的浓度、温度、粒径分布等参数显著地影响工业过程的安全和效率,因此喷雾流场液滴的多参数同时在线测量,对研究雾化机理及优化喷雾系统具有重要的指导意义。为此本项申请在前期全场彩虹技术的研究基础上,改进光学测量系统,以及提出改进反演算法,实现喷雾流场液滴折射率、粒径分布的全场彩虹在线测量方法,并间接表征与折射率有关的液滴温度、组分浓度等信息。粒径的测量误差约为5%,折射率测量误差小于0.001。在前期Mie理论、Nussenzveig理论的研究基础上,建立基于全场彩虹技术的液滴内不温度梯度反演算法,实现传热过程中液滴内部温度提的变化测量。最后基于建立的测量系统,选取能源环境领域常用的雾化喷嘴,对冷却、燃烧等过程中的喷雾进行实验研究。结果表明,随着传热过程的进行,测得的温度梯度随着时间逐渐变陡,温度的测量误差小于5℃。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

论大数据环境对情报学发展的影响

论大数据环境对情报学发展的影响

DOI:
发表时间:2017
3

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
4

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019
5

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018

宋飞虎的其他基金

相似国自然基金

1

调焦分离彩虹光谱测粒方法测量喷雾场液滴分布参数

批准号:51206082
批准年份:2012
负责人:潘琦
学科分类:E0606
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

雾化蒸发过程液滴多参数彩虹与空间滤波集成测量方法研究

批准号:51376049
批准年份:2013
负责人:许传龙
学科分类:E0606
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
3

基于广义彩虹散射的雾化场椭球形液滴测量方法的研究

批准号:51506129
批准年份:2015
负责人:于海涛
学科分类:E0606
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
4

一维自标定彩虹散射测量技术及其在雾化液滴场的应用研究

批准号:51576177
批准年份:2015
负责人:吴学成
学科分类:E0606
资助金额:64.00
项目类别:面上项目