全场颗粒粒径速度测量系统课件

TSI Incorporated 1 GSV 全场颗粒粒径-速度测量系统 Global Sizing Velocimetry (GSV) TSI Inc.TSI Inc. 1 TSI Incorporated 2 GSV 全场颗粒粒径速度测量系统 2 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 3 GSV GSV 系统 v系统包括 q 光学及机械单元以及 qINSIGHT 3G GSV 模块 v对于一个全场颗粒粒径速度的喷雾液滴测量系统仅需要 q在一个单相机的PIV系统中加入GSV部件（无需重新购置 全部系统） 3 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 4 GSV GSV系统的独特性 vv瞬时的全场测量瞬时的全场测量 q同时进行液滴大小和速度测量 vv光学信号的收集角光学信号的收集角 q测量具有不同折射率的液滴 q测量不同性质的液滴 vGSV 系统可以在很宽泛的实验条件范围下进行测量 v可适合不同种类的液滴, 正在反应或燃烧的液滴, 具有不同折 射率的液滴 v非常简便的由单相机PIV系统扩展得到 q完整的系统可以用时测量速度和粒径GSV 4 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 5 GSV GSV系统的独特性 vv最佳的光学和图像采集系统布置最佳的光学和图像采集系统布置 q用条形光圈可以适应最大的液滴浓度测量范围 vv独特的处理算法独特的处理算法 q利用PM 窗口算法进行条纹分析和速度跟踪 vGSV 系统可以使用所有的 POWERVIEW PlusPOWERVIEW Plus系列相机 vv同时显示粒径场和速度场信息同时显示粒径场和速度场信息 vv可以得到粒径和速度的相关信息可以得到粒径和速度的相关信息 5 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 6 GSV 射流分析 全场射流分析及全场射流分析及 空间模式分析空间模式分析 对射流的宏观对射流的宏观 分析分析 对射流的微观对射流的微观 分析分析 全场粒径全场粒径- -速度系统速度系统 GSVGSV 6 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 7 GSV 应 用 v对射流细节的诊断 v全场速度测量到全场粒径-速度的综合测量 q简便的GSV系统实现方案 v完整的系统 (PIV 和 GSV) q对密度射流的射流模式分析 q对射流的微观和宏观分析 v可扩展到其它的全场测量方式 q利用PLIF 进行燃烧分析 q其它标量（温度、浓度）的测量 7 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 8 GSV 特 征 v全场图像系统 q同时得到液滴直径和速度结果 v利用 q基于米氏散射理论普遍的散射成像逼近 (GSI) 及球形颗粒 微细分层散射模型来测量液滴直径 v可应用于 q同种液滴或折射率不同的不同种液滴的测量 （应用背景非常广泛） v可由一个单相机PIV系统扩充而成 qGSV系统可以在一个完整PIV系统基础上进行扩充而成 8 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 9 GSV GSV 系统的原理 v液滴的散射光 q有强烈的方向角 v方向角模式产生统一的散射角度间距 q该间距-与液滴的直径大小成反比 v散焦的图像能够提供 q 角度的空间（尺寸）信息 v已知成像时间间隔的图像对 PIV q提供速度测量信息 9 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 10 GSV GSV 系统的特点 v最佳的方向角 q可以利用周期散射强度空间周期分布间隔成像 q对折射率变化的影响不敏感 q提供最佳可见度的信号 v用条形光圈拍摄 q产生窄条的成像模式 q减小重叠和震荡模式 q可以增加最大可测量的液滴的浓度 v成对的连续拍摄图像 q图像拍摄操作及后处理与PIV速度测量的方式一致 v放大率可由校准过程得到 10 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 11 GSV 系 统 配 置 P P OWEROWER V V IEW IEW 系列系列相机相机 条形光圈条形光圈 透镜透镜 脉冲激光脉冲激光 片光源片光源 液体射流液体射流 11 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 12 GSV 通过条形光圈进行图像拍摄的结果 一维光强分布一维光强分布 12 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 13 GSV GSV 粒径测量结果 13 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 14 GSV 粒径和速度测量结果 14 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 15 GSV 被测颗粒（液滴）粒径分布 Pan et. al (2005)Pan et. al (2005) 15 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 16 GSV 粒径-速度相关 16 Copyright 2005 TSI Incorporated TSI Incorporated 17 GSV GSV 系统小结 vv瞬时全场测量瞬时全场测量 q同时进行液滴的直径和速度测量 vG