一种多相混合流型协同调控方法技术

本发明专利技术公开一种多相混合流型协同调控方法，包括以下步骤：获得实时图样、计算时间序列、获取拟合曲线、标记拟合曲线距离和挑选拟合曲线段；本发明专利技术先通过对多相混合流体样本的实时图样进行采集，采用数字图像处理和统计学的方法计算混合图样中气液固各相的第0维贝蒂数，并分别获得气液固各相的第0维贝蒂数的时间序列，再运用logistic拟合得到各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线，最后挑选出挑选其中D

【技术实现步骤摘要】
一种多相混合流型协同调控方法
本专利技术涉及化学和冶金工程
，尤其涉及一种多相混合流型协同调控方法。
技术介绍
气液固三相体系中两相或三相的混合涉及石油、化工、能源和冶金等众多领域，不同相混合流型的差别直接影响了混合效果的优劣，在气固输送中，固体颗粒的沉积会造成管道的冲刷加剧，在气液混合中，不均匀气泡的存在会导致传热恶化或混合效果变差，因此搅拌混合过程中气液固三相的流型调控对许多工艺技术具有重要意义，掌握气液固三相协同作用进行流型调控，可以做到对搅拌过程气液固三相的分布进行精准的控制，节省大量的人力、物力、财力；目前国内外关于气液固多相混合进行流型调控的方法，主要有三种：第一种是通过优化流体通道的结构，第二种是通过改变流体的输入参数，第三种的模拟仿真，这三种方法对流型调控均具有良好的效果，但是优化流体通道道德结构这种方法适用性不强，且改变流体参数的方法不够直观，另外模拟仿真也缺乏实验指导，三种方法均有不足，实用性不高，因此，本专利技术提出一种多相混合流型协同调控方法以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种多相混合流型协同调控方法，该方法通过计算多相混合流体混合图样中气液固各相的第0维贝蒂数来分别获得多相混合流体样本中气液固三相的第0维贝蒂数的时间序列，并运用logistic拟合，分别得到混合立体样本各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线，然后挑选出混合效果最好的拟合曲线段对多相混合流体进行流型调控。为了实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种多相混合流型协同调控方法，包括以下步骤：步骤一：获得实时图样先将待混合的气体、液体和固体多相样本放置到预备的混合容器中进行混合，得到多相混合流体样本，再通过粒子测速仪、高速摄像机和电学层析成像法EPT对多相混合流体样本的实时图样进行采集并保存图像数据；步骤二：计算时间序列根据步骤一，先利用数字图像处理和统计学的方法根据多相混合流体的混合图样计算出多相混合流体样本中气体、液体和固体各相的第0维贝蒂数，同时获取多相混合流体样本中气体、液体和固体各相的第0维贝蒂数时间序列；步骤三：获取拟合曲线根据步骤二，先运用logistic拟合法根据多相混合流体样本中气体、液体和固体各相的第0维贝蒂数时间序列拟合出对应的气液固各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线；步骤四：标记拟合曲线距离根据步骤三，依据多相混合流体样本中气体、液体和固体各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线对每两相拟合曲线之间的距离进行相应标记，得出Ds,q、Ds,l、Dl,q三项数据；步骤五：挑选拟合曲线段根据步骤四，将Ds,q、Ds,l、Dl,q三项数据叠加，得到多相混合流体样本中气体、液体和固体各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线中每两相拟合曲线之间的距离之和Ds,q,l，挑选其中Ds,q,l值最小的一段拟合曲线并根据这一段气液固各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线对多相混合流体样本进行调控，以得到多相混合流体样本的最佳混合效果和最稳定流型；进一步改进在于：所述步骤一中，通过粒子测速仪和高速摄像机来获得气固液多相混合过程中透明以及半透明流体的混合实时图样，通过电学层析成像方法EPT来获得气固液多相混合过程中不透明流体的混合实时图样。进一步改进在于：所述步骤二中，第0维贝蒂数在计算代数拓扑学中的含义是区域中连通成分的个数，是指区域中块的个数，通过CHom国际免费软件来计算获得多相混合流体样本中气体、液体和固体各相的第0维贝蒂数，用以表征多相混合流体样本混合效果的均匀程度。进一步改进在于：计算过程中的多相混合流体样本中气体、液体和固体各相第0维贝蒂数时间序列logistic曲线由公开代码来计算获得。进一步改进在于：得到的多相混合流体样本中气体、液体和固体各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线中，三条拟合曲线平稳段的距离为每两条拟合曲线的距离之和，即Ds,q,l＝Ds,q+Ds,l+Dl,q。进一步改进在于：所述步骤五中，多相混合流体样本中气体、液体和固体各相第0维贝蒂数的时间序列的三条拟合曲线越互相接近，则多相混合流体样本中气体、液体和固体各相第0维贝蒂数的时间序列的三条拟合曲线的平稳段距离Ds,q,l越小，多相混合流体的混合效果越好，流型越稳定。本专利技术的有益效果为：本专利技术先通过粒子测速仪、高速摄像机和电学层析成像法EPT对多相混合流体样本的实时图样进行采集，再采用数字图像处理和统计学的方法计算混合图样中气液固各相的第0维贝蒂数，并分别获得多相混合流体样本中气液固各相的第0维贝蒂数的时间序列，再运用logistic拟合得到各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线，最后挑选出挑选其中Ds,q,l值最小的一段拟合曲线并根据这一段拟合曲线对多相混合流体样本进行调控，Ds,q,l值越小，多相混合越好，流型越稳定，该方法相对于现有的流型调控方法更为直观，应用性更强，实用性较高，可以应用到化工和冶金等涉及多相混合的诸多领域，便于推广。附图说明图1是本专利技术的方法流程图。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术做进一步详述，本实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。根据图1所示，本实施例提供了一种多相混合流型协同调控方法，包括以下步骤：步骤一：获得实时图样先将待混合的气体、液体和固体多相样本放置到预备的混合容器中进行混合，得到多相混合流体样本，再通过粒子测速仪、高速摄像机和电学层析成像法EPT对多相混合流体样本的实时图样进行采集并保存图像数据，其中粒子测速仪和高速摄像机用来获得气固液多相混合过程中透明以及半透明流体的混合实时图样，电学层析成像方法EPT用来获得气固液多相混合过程中不透明流体的混合实时图样；步骤二：计算时间序列根据步骤一，先通过CHom国际免费软件利用数字图像处理和统计学的方法根据多相混合流体的混合图样计算出多相混合流体样本中气体、液体和固体各相的第0维贝蒂数，其中第0维贝蒂数在计算代数拓扑学中的含义是区域中连通成分的个数，是指区域中块的个数，用以表征多相混合流体样本混合效果的均匀程度，同时通过公开代码获取多相混合流体样本中气体、液体和固体各相的第0维贝蒂数时间序列；步骤三：获取拟合曲线根据步骤二，先运用logistic拟合法根据多相混合流体样本中气体、液体和固体各相的第0维贝蒂数时间序列拟合出对应的气液固各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线；步骤四：标记拟合曲线距离根据步骤三，依据多相混合流体样本中气体、液体和固体各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线对每两相拟合曲线之间的距离进行相应标记，得出Ds,q、Ds,l、Dl,q三项数据；步骤五：挑选拟合曲线段根据步骤四，得到的多相混合流体样本中气体、液体和固体各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线中，三条拟合曲线平稳段的距离为每两条拟合曲线的距离之和，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多相混合流型协同调控方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一：获得实时图样/n先将待混合的气体、液体和固体多相样本放置到预备的混合容器中进行混合，得到多相混合流体样本，再通过粒子测速仪、高速摄像机和电学层析成像法EPT对多相混合流体样本的实时图样进行采集并保存图像数据；/n步骤二：计算时间序列/n根据步骤一，先利用数字图像处理和统计学的方法根据多相混合流体的混合图样计算出多相混合流体样本中气体、液体和固体各相的第0维贝蒂数，同时获取多相混合流体样本中气体、液体和固体各相的第0维贝蒂数时间序列；/n步骤三：获取拟合曲线/n根据步骤二，先运用logistic拟合法根据多相混合流体样本中气体、液体和固体各相的第0维贝蒂数时间序列拟合出对应的气液固各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线；/n步骤四：标记拟合曲线距离/n根据步骤三，依据多相混合流体样本中气体、液体和固体各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线对每两相拟合曲线之间的距离进行相应标记，得出D

【技术特征摘要】
1.一种多相混合流型协同调控方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：获得实时图样
先将待混合的气体、液体和固体多相样本放置到预备的混合容器中进行混合，得到多相混合流体样本，再通过粒子测速仪、高速摄像机和电学层析成像法EPT对多相混合流体样本的实时图样进行采集并保存图像数据；
步骤二：计算时间序列
根据步骤一，先利用数字图像处理和统计学的方法根据多相混合流体的混合图样计算出多相混合流体样本中气体、液体和固体各相的第0维贝蒂数，同时获取多相混合流体样本中气体、液体和固体各相的第0维贝蒂数时间序列；
步骤三：获取拟合曲线
根据步骤二，先运用logistic拟合法根据多相混合流体样本中气体、液体和固体各相的第0维贝蒂数时间序列拟合出对应的气液固各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线；
步骤四：标记拟合曲线距离
根据步骤三，依据多相混合流体样本中气体、液体和固体各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线对每两相拟合曲线之间的距离进行相应标记，得出Ds,q、Ds,l、Dl,q三项数据；
步骤五：挑选拟合曲线段
根据步骤四，将Ds,q、Ds,l、Dl,q三项数据叠加，得到多相混合流体样本中气体、液体和固体各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线中每两相拟合曲线之间的距离之和Ds,q,l，挑选其中Ds,q,l值最小的一段拟合曲线并根据这一段气液固各相第0维贝蒂数的时间序列的拟合曲线对多相混合流体样本进行调控，以得到多相混合流体样本的最佳混合效果和最稳定流型；


2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，杨凯，徐建新，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53