卡鲁塞尔氧化沟反应器两相流PIV图像处理研究及实验分析

第1卷第8期2007年8月环境工程学报ChineseJournalofEnvironmentalEngineerinVo1．1．No．8Aug．2007卡鲁塞尔氧化沟反应器两相流PIV图像处理研究及实验分析许丹宇张代钧陈钊郭永彩戴巍(1．重庆大学环境科学系，西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室，重庆400030；2．重庆大学光电工程学院，教育部光电技术及系统重点实验室，重庆400030)摘要在单相数字粒子图像测速度(PIV)技术的基础上，研究了PIV两相流动的测试及图像处理方法。利用数学形态学的原理以及互相关法，对两相粒子图像进行标定、识别、区分和流场分析，编辑了相应的软件。并采用此技术对卡鲁塞尔氧化沟模型直道及弯道段二维液固两相流速进行测量，克服了传统点测量方法无法获取全场流动同步信息的缺陷，较好地反映了不同位置处固液流动分布的基本特性。结果表明，沟内径向流速远小于轴向，流速大小相差约一个数量级；同一断面上轴向流动分布是决定水力特性的主要因素；径向流速和水体动能是决定污泥沉积位置的主要因数，固相总体流速小于液相。关键词PIV氧化沟液一固两相流数学形态学中图分类号X703文献标识码A文章编号1673—9108(2007)08-0078—08Researchontheparticleimagevelocimetryfortwo-phaseflowandexperimentanalysisinCarrouseloxidationditchreactorXuDanyuZhangDaijunChenZhao。GuoYongcai。DaiWei(1．KeyLaboratoryforResourceExploitationandEnvironmentalDisasterControlEngineeringinSouthwestChina，MinistryofEducation，DepartmentofEnvironmentalScience，ChongqingUniversity，Chongqing400030；2．KeyLaboratoryforOpto—electronicTechnologyandSystemofMinistryofEducation，CollegeofOpto—ElectronicEngineeringChongqingUniversity，Chongqing400030)AbstractOnthebasisofthesinglephasePIVinvestigation，liquid—solidtwo—phaseflowfieldparticleim—agevelocimetrytechniquewasstudied．Thetwo—phaseparticleimagewasdemarcated，identified，distinguishedandtheflowfliedwasanalyzedbyusingmathematicalmorphologytheoriesandcross—correlationmethod．Thesoftwarewasdesigned．thenitwasappliedtoinvestigatein2一dimensionalliquid—solidtwo—phaseflowvelocityofstraightchannelandflexualchannelofCarouseloxidationditchreactor．Thelimitationsoftraditionalmeasure—mentonlytogetvelocitiesatsingle--pointandnottoacquirethesynchronicinformationofwhole--flow--fieldwere0--vercomed，thepreliminaryresultshavefairlywellreflectedbasiccharacteristicsoftheliquid—solidmovementindifferentpositions．Theresultshowthattheradialvelocityislessthantheaxialaboutdecuple，theaxialflowsarethedeterminativefactorsofhydrauliccharacteristicatthesameface．Thepositionsofsludgesedimentareprimarilydependedonradialvelocityandkineticenergy．Theflowrateofsolidisgenerallysmallerthanthatofliquid．Keywo