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摘要
利用支持向量机(SVM)理论构建了有机工质-导热油直接接触沸腾换热过程连续相特征提取方法,获得了导热油和气泡群两相流流型的拓扑结构。对9组正交实验工况获得的两相流图像分别进行连续相特征提取和同调群计算,得到量化连续相数量的1维和0维贝蒂数β1和β0用于粗略估计气泡群数量,并与传统数字图像处理方法的结果比较,对比了换热效率较好和较差情况下形态学开运算对SVM方法的影响,建立了两相流贝蒂数演化规律与换热效率的关联性,比较了传统方法获得的气泡群数量和SVM方法获得的连续相"洞"的数量的演化规律。结果表明,SVM结合贝蒂数方法不仅可准确量化导热油连续相,且可粗略地表征气泡分散相;L6工况(连续相导热油液位高度Z=0.5m、初始换热温差ΔT=120℃、分散相工质流率U0=0.04m/s、连续相导热油流率Uc=0.15kg/s)下连续相数量变化几乎重叠,相对波动较小,而L4工况(Z=0.5m,ΔT=80℃,U0=0.06m/s,Uc=0.3kg/s)下连续相数量偏离程度较大;SVM方法获得的连续相和气泡群个数演化曲线同步,且混合时间相同,β1和β0中位数偏离程度的局部最小值可作为性能指标之一,通过实验验证可优选出换热效果最好的工况。
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