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气泡液滴测量系统 PhasePro Spray 300:

1. 测量原理

气泡液滴测量系统 PhasePro Spray 300通过高速相机,可以获得颗粒(广义颗粒的概念包括固体颗粒、气泡及液滴)的图像,采用图像分析对相机拍摄结果进行分析,可以获得颗粒的直径和形状等信息。
相机拍摄时若曝光时间较短,可以不考虑颗粒运动对所拍摄的图像的影响,因此直接对拍摄图像中的颗粒影像进行分析,即可得到颗粒的粒径。若曝光时间较长,颗粒的图像在运动方向上将被拉长,形成颗粒的拖影,根据拖影的长度,可计算颗粒的运动速度。
 
图 1 高速相机获得的颗粒图像
(左:短曝光测量粒径;中:长曝光颗粒拖影;右:处理后的颗粒拖影图像)
 
如图 1所示,左图为短曝光获得的颗粒图像,对图像进行处理后,可根据像素点计算颗粒的粒径:

 
对于长曝光获得的颗粒拖影,通过如下公式,可以计算颗粒的运动速度:

 
 

2. 液滴测量应用实例

采用图像分析方法对喷雾过程中的气液两相流进行测量,如图2所示,为实验台架的布置和拍摄的液滴图像。
 
图 2 喷雾实验台架及高速相机拍摄结果
 
通过对拍摄的图像进行分析,可以获得液滴粒径的分布,如图3所示,不同测量位置的粒径分布不同。
 

图3 距离喷嘴不同位置的液滴雾化直径分布
(左:400mm;中:700mm;右:1000mm)
 

3 PhasePro Spray 300

采用图像分析方法对气液两相流进行测量,有如下特点:
(1) 所见即所得,测量结果没有过多的假设,保证数据真实;
(2) 粒径分析准确,反映真实粒径;
(3) 可同时获得粒径和速度;
(4) 不能保证拍摄结果包含所有液滴,因此无法统计液滴总数,也无法计算液滴总流量。

 
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