Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đo tốc độ quay của hạt trong quá trình dòng khí-rắn dựa trên việc xác định trục quay của hạt
Tóm tắt
Khi hệ thống hình ảnh hai chiều (2D) được sử dụng để hình dung chuyển động của hạt trong dòng khí-rắn ba chiều (3D), tốc độ quay của hạt được phát hiện là rất khó để đo chính xác do trục quay thường có hướng ngẫu nhiên và khó phân biệt. Bài báo trình bày một phương pháp tính toán tốc độ quay của hạt dựa trên hình ảnh của hạt bằng cách xác định trục quay của nó thông qua hai hoặc nhiều điểm đặc trưng trên bề mặt. Ý tưởng này được phân tích và hiện thực hóa theo cách toán học và dựa trên đó một chương trình tính toán đã được đưa ra. Phương pháp đo đã được xác thực bằng một thí nghiệm sử dụng một hình cầu nhỏ với trục quay và tốc độ quay đã biết. Ảnh hưởng của một số yếu tố, bao gồm hướng của trục quay hạt, độ phân giải hình ảnh của hạt, loại và vị trí của các điểm đặc trưng, v.v., đến sai số đo lường đã được thảo luận. Sai số được phát hiện là chấp nhận được cho hầu hết các trường hợp. Cuối cùng, phương pháp đo lường đã được áp dụng cho các viên bi thủy tinh nhỏ trong một dòng khí-rắn 3D thực tế bên trong một ống nâng trong bể tuần hoàn lạnh (CFB), cho thấy rằng các vấn đề của hệ thống hình ảnh 2D áp dụng cho hệ thống hạt 3D có thể được giải quyết bằng cách sử dụng phương pháp toán học này.
Từ khóa
#tốc độ quay hạt #hệ thống hình ảnh 2D #dòng khí-rắn #xác định trục quay #sai số đo lườngTài liệu tham khảo
Amir A, Naqwi FD (1991) Light Scattering Applied to LDA and PDA Measurements. Part 1: theory and numerical treatments. Part Part Syst Charact 8:245–258
Cen KF, Fan JR (1987) The analysis of the forces acting on coal particles and the trajectories in gas flows. J Zhejiang Univ 21:1–11
Cen KF, Fan JR (1990) Theory and calculation of Engineering gas–solid multiphase flow. Zhejiang University Press, Hangzhou
Glover AR, Skippon SM, Boyle RD (1995) Interferometric laser imaging for droplet sizing: a method for droplet-size measurement in sparse spray systems. Appl Opt 34:8409–8421
Goldschmidt MJV, Beetstra R, Kuipers JAM (2004) Hydrodynamic modelling of dense gas-fluidised beds: comparison and validation of 3D discrete particle and continuum models. Powder Technol 142:23–47
Hui Y, Hu E (1991) Saltation characteristics of particle motions in water. Shuili Xue Bao 12:59–64 (in Chinese)
Hussainov M, Kartushinsky A, Mulgi A, Rudi U (1996) Gas–solid flow with the slip velocity of particles in a horizontal channel. J Aerosol Sci 27:41–59
Kajishima T (2004) Influence of particle rotation on the interaction between particle clusters and particle-induced turbulence. Int J Heat Fluid Flow 25:721–728
Kale SR, Ramezan M, Anderson RJ (1989) Measurement of particle rotational velocity using a laser anemometer. Part Part Syst Charact 6:59–63
Lee HY, Hsu IS (1996) Particle spinning motion during saltating process. J Hydraulic Eng 122:587–590
Lian R (2005) The geometry transformation and its matrix of three-dimension graphics. J Weifang Univ 5:76–78
Liu HX (1965) Discussion on movement regularity of solid fuel in a cyclone furnace. Zhejiang University, Hangzhou
Maeda M, Akasaka Y, Kawaguchi T (2002) Improvements of the interferometric technique for simultaneous measurement of droplet size and velocity vector field and its application to a transient spray. Exp Fluids 33:125–134
Pu SL (2005) The study on particle field measurement based on laser interferometric. Université de Rouen, Rouen
Satoru M (1996) Motion of individual solid particles in a circulating fluidized bed riser. In: Proceedings of 5th international conference on circulating fluidized beds, Beijing
Sun J, Battaglia F (2006) Hydrodynamic modeling of particle rotation for segregation in bubbling gas-fluidized beds. Chem Eng Sci 61:1470–1479
Tsuji Y, Morkawa Y, Mizumo O (1985) Experimental measurement of he Magnus force on a rotating sphere at low Reynolds numbers. J Fluid Eng 107:484–488
Wang DG, Satwinder SS, Campbell CS (1989) Particle rotation as a heat transfer mechanism. Int J Heat Mass Transfer 32:1413–1423
White BR (1982) Two-phase measurements of saltating turbulent boundary layer flow. Int J Multiphase Flow 8:459–473
White BR, Schulz JC (1977) Magnus effect in saltation. J Fluid Mech 81:497–512
Wu XC (2007) Study of laser-based measurement techniques for particle motion characteristics in multi-phase flows. Zhejiang University, Hangzhou
Wu XC, Wang QH, Luo ZY, Fang MX, Cen KF (2008a) Experimental study of particle rotation characteristics with high-speed digital imaging system. Powder Technol 181:21–30
Wu XC, Wang QH, Luo ZY, Fang MX, Cen KF (2008b) Study of particle rotation speed measurement method based on cross-correlation of gray distribution. Proc CSEE 28:71–76 (in Chinese)
You CF, Qi HY, Xu XC (2001) Numerical simulation of Magnus lift on a coal particle. J Eng Thermophys 22:625–628
Yuan ZL, Ma M, Xu YQ (2001) Study on effect of particle rotation on fluidizing behavior using discrete numerical simulation method. J Combust Sci Technol 7:238–241 (in Chinese)