基于PIV的低浓纸浆纤维悬浮液的搅拌流场及动态浓度测量研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:BlueWindow
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
中国造纸行业的快速发展对造纸工业装备和生产工艺提出了更多的要求,针对性地研究纸浆纤维悬浮液的流变特性可以为造纸装备中流浆箱的结构优化设计提供理论基础,具有重要的现实意义。纸浆纤维悬浮液在纺织、化工、复合材料等领域得到广泛的应用,在提升材料的流变性能,增加纸浆与化学药品间的快速反应等方面发挥作用。本论文研究紧紧围绕着粒子图像测速仪(PIV)系统这一核心设备,结合PIV和MATLAB等技术手段进行实验,针对纸浆纤维悬浮液在磁力搅拌器流场中的流变特性展开研究。(1)使用纸浆纤维充当示踪粒子,运用PIV测量技术研究低浓纸浆纤维悬浮液的磁力搅拌器流场特性。实验结果表明,随着磁力搅拌器转速的增加,流场涡量最大值呈现先增加后减小的趋势;存在第一临界转速N0,当转速N<N0时,转速增加,涡量最大值增加;N>N0时,转速转速增加,涡量最大值减小;磁力搅拌器转速150r/min增加到到450r/min,水平穿过主涡涡心的标记线上的每点的涡量值与径向距离的关系满足Lorentz函数分布;随着转速的增加,涡量为(yc-y0)/2(yc为涡量极限最大值,y0为涡量最小值)的区域变得越来越小;水平方向速度分布满足沿着水平穿过主涡涡心方向对称规律,竖直方向速度分布满足沿着竖直穿过主涡涡心方向对称这一规律;水平穿过主涡涡心的直线上,随着与涡心距离的增大,湍动强度变化趋势是先减小后增大,主涡涡心处的湍动强度最大。(2)引入面积浓度概念,从图像处理的角度出发,介绍了像素和灰度值的相关知识,为动态测量溶液的浓度提供一种新的思路。根据PIV实验中纤维与非纤维的灰度值区别,结合PIV测量技术以及MATLAB计算原始图片分析区域的面积浓度。实验结果表明,PIV和MATLAB技术的联合使用被证明可以用来检测纸浆纤维悬浮液的浓度;分析区域的纸浆纤维的浓度随着磁力搅拌器转速的增加而增大;同一转速下,不同时刻的面积浓度ns一直在变化,它一直处于动态变化中,或增大或减小;速度是决定面积浓度大小的主要因素。(3)在已经验证的求解涡核半径的方法基础上,采用PIV测量技术和MATLAB技术进行实验,运用PIV系统中的CCD相机拍摄不同转速下的纸浆纤维悬浮液,得到漩涡水面线图片,通过曲线拟合再通过编写MATLAB代码计算涡核半径。研究发现,纸浆纤维悬浮液在磁力搅拌器转速为600r/min、650r/min、700r/min、750r/min、800r/min的漩涡水面线均满足洛伦兹(Lorentz)函数分布;特征半径rc和涡核半径rm随着磁力搅拌器转速的增加而增加,呈非线性变化规律。
其他文献
<正>濡染,《现代汉语词典》中解释为"浸染",即沾湿了再染颜色。教学中引申为"耳濡目染",即让学生的素养、品质、心灵在潜移默化中得以熏陶感染。濡染,追求的是"润物细无声"的
约翰尼·德普(Johnny Depp)如果你对这个名字略感恍惚的话,先看看图(图01)。没错,他就是《加勒比海盗》中那个俏皮帅气的风流船长而在此之前,德普哥扮演过最深入人心的角色,
近年来,随着“大气十条”的发布,国家对大气污染防治的要求越来越高,而有效的治理离不开精准的检测,因此对气体的传感的要求也越来越高。目前,常见的电学气敏材料主要为无机金属氧化物,但该类材料所制备的传感器工作温度高、能耗高、选择性差、灵敏度低。相比之下有机薄膜气体传感器具有室温操作,选择性强,材料种类丰富,制备简单等优点,而吸引了研究人员的广泛关注。因此,开发新型有机气敏材料,对提升气体传感性能具有重
基于1981—2016年河南省29个农业气象试验站逐日气象数据和小麦、玉米产量资料,分析气候变化背景下小麦、玉米的光、热、水气候资源利用效率,计算各气候因子对气候资源利用效
本文介绍了GEO卫星通信系统中常见的干扰信号类型,以及目前用于卫星干扰定位的双星和三星定位的原理和方法,最后针对不同类型的干扰信号提出了合理的定位方法。
藏红花(Carthamus tinctorius L,CT)为菊科植物红花的干燥花,是我国传统的活血化淤类中药。藏红花中明确的化学成分约200种,主要为色素、黄酮类化合物、酚酸、脂肪酸等,其中,红
在社会形态变迁之后,继承和发扬传统的方式和标准也需要改变而不是固守前信息时代的模式;强化中国民族音乐教学,作为一种从感性入手的音乐修养要从附中抓起,在本科阶段通过对
在现如今的社会发展中,普遍存在过度利用自然资源的状况,生态环境持续恶化现象在全球范围内均不同程度的存在。全球可持续发展之路上,环境问题的影响已成最大的制约因素。环
木廊桥曾广泛分布于中国各地,现已成为稀缺的传统建筑遗产。作为中国现存木廊桥的组成部分之一,鄂西南木廊桥因其分布区域的地理环境和民族构成而具有地域特色和民族特色。本研究通过不同层面和多角度的分析,尝试对鄂西南木廊桥建筑文化形成较为清晰的认识。本研究从以下几个层次进行展开。第一层次:通过大量的文献阅读,分析影响鄂西南木廊桥产生与发展的自然和人文背景。第二层次:通过田野调查,统计并分析鄂西南现存木廊桥状
少数民族文化是我国文化的重要组成部分,发展少数民族题材电影是繁荣我国电影事业的内在需要。伴随着中国经济的日益腾飞,信仰缺失和猎奇心态使消费者对少数民族题材电影充满