数字实时全息图像处理法改进及航空煤油-空气扩散系质扩散系数测量

【类型】学位论文

【作者】毛凯 

【关键词】 液双膜理论,航空煤油 质扩散系数 全息干涉法 频域滤波 气

【摘要】近年来，对于航空工业的基础研究愈发关注，热物性参数作为众多研究的基础参数，扮演着不可或缺的角色。航空煤油是一种极其重要的航空燃料，主要由不同馏分的烃类化合物组成，多用作航空涡轮发动机的燃料，其与汽油相比不容易挥发，更加安全；与柴油相比其黏度较小,又由于其稳定的物理性质及良好的燃烧性能，使得近年来国内外对其物性的研究越来越多。质扩散系数作为迁移性质之一，它不仅影响到燃料的喷射、雾化及燃烧过程，而且在燃烧过程的数值模拟和分析中也是重要的参数之一。目前知道的航空煤油-空气质扩散系数非常匮乏，本文针对航空煤油-空气扩散系质扩散系数展开了实验测量工作。本文首先介绍了数字全息干涉技术流体质扩散系数测量实验系统的实验原理，并对数字图像处理过程中所涉及到的全息图像的频域滤波、数字干涉条纹再现、全息图比较及质扩散系数的确定等关键技术进行了详细描述。本文从图像的滤波去噪以及图像极值点的确定两个方面对实验室原有的图像处理方法进行了进一步的改进，采用Matlab自行开发了数值化、系统化的图像处理程序，新的图像处理方法利用了液-液全扩散域内所有扩散点的相位信息，标定结果表明，与原有的图像处理结果比较质扩散系数的测量偏差从1.1%降低到0.8%。此外，本文综合气-液双膜理论以及图像频谱提取设计了气-液扩散系数的液侧求取方法，标定结果表明质扩散系数的测量偏差为1.8%。同时，本文还从气-液扩散系计算中的气侧出发，基于菲克第二定律，推导了适用于气-液各向同性扩散系的质扩散系数模型，为后续研究奠定了基础。最后，本文利用课题组的数字实时激光全息干涉法气-液流体质扩散系数实验系统结合新的图像处理方法，测量了常压下温度范围为278.15K~303.15K的航空煤油-空气扩散系的质扩散系数。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】西安交通大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】何茂刚

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