基于图像法的气液两相稀疏泡状流气泡参数分析

周云龙，周红娟，宋连壮，刘 倩

（1．东北电力大学能源与机械工程学院，吉林 吉林132012；

2．东北电力大学自动化工程学院，吉林 吉林132012；

3．中水北方勘测设计研究有限责任公司机电处，天津300222；

4．滁州职业技术学院机电系，安徽 滁州239000）

气泡广泛存在于动力、化工、核能、石油、冶金等领域。气泡运动规律对许多工程应用问题也就有着重要的影响，气泡的尺寸以及尺寸分布常常决定着两相流体的流动结构和运动规律，甚至影响两相流系统的总体性能。例如，在核反应堆中，气液两相流的空泡份额对核反应堆功率的稳定、堆内流动和传热特性以及安全运行都会产生很大的影响，同时，气泡尺寸对空泡份额的分布具有极其重要的作用［1］。

近几年，随着数字图像技术的快速发展，图像法被广泛地用于气泡运动特性的研究。王红一等［2］对矩形有机玻璃管静止水中不同直径气泡的运动规律进行了总结；周云龙等［3］采用图像处理方法对垂直管中容积含气率进行了测量；张建生等［4］采用高速摄影技术对气泡上升过程速度的变化进行了研究；程文等［5］采用图像分析方法对气液两相流中气泡的速度进行了研究。

本文以图像处理为基础对垂直上升管中的稀疏气泡的各种特征参数进行较全面的提取与分析，另外对单气泡上升过程的运动变化进行了研究。这对于更深层次的研究两相流体的流动结构和运动规律具有重要的实际意义。

1 实验

本实验的实验系统结构如图1所示。……