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基于动态图像处理油气水三相流流型表征分析

基于动态图像处理油气水三相流流型表征分析

作者：袁俊文东北电力大学

学位级别：硕士

油气水三相输送是天然气、石油工业开发和集中输送工程中重要的工艺环节。多相混输技术在降低管道地面铺设投资、减少运行费用等方面具有显著的优点,这使其在油田集输管网、油气管网输送等领域越来越多的被应用。在多相流动的研究中,流... 详细信息

油气水三相输送是天然气、石油工业开发和集中输送工程中重要的工艺环节。多相混输技术在降低管道地面铺设投资、减少运行费用等方面具有显著的优点,这使其在油田集输管网、油气管网输送等领域越来越多的被应用。在多相流动的研究中,流型是分析描述多相流动的重要特征参量。不同的流型,有其独特的流动和传热特性。流道中流型的变化往往会使流动稳定性发生改变、引发流阻以及出现传热危机。因此,掌握好油气水三相流流动的特性,特别是流体的流动形态,对于设计、运行和安全至关重要。本文将高速摄影法应用到流型表征中,对垂直上升管中油气水三相流的流型实现了非接触测量,不会干扰相关生产设备的正常运行,即使在高速流动的油气水三相流中,可通过调节拍摄频率来得到较为清晰的流型图像,有较大的适用范围。在大量实验数据基础上,将图像纹理分析理论、混沌分形理论和复杂性测度理论应用到三相流流型表征中,从实验和理论两个方面系统地分析了三相流流型的表征方法。本文的油气水三相流实验是在东北电力大学多相流实验管道上完成的。首先,在油气水三相流实验台上,利用高速动态摄影机对垂直上升管内不同工况下的油气水三相流流型进行了动态图像的拍摄。其次,利用图像处理技术对流型图像进行增强去噪处理,为流型的表征和分析提供高质量样本。接着鉴于图像二阶直方图提取了油气水三相流流型动态图像的4种纹理特征参数,处理结果表明:提取的流型纹理特征参数指标可以较好地反映油气水三相流流动特性,能较好地刻画流型发展过程中的流动结构差异及其复杂性程度。最后,对拍摄到的流型动态图像提取均值组成灰度时间序列,利用混沌分形理论提取了此时间序列的分形特征参数,通过对提取的分形特征参数随三相流流动参数变化规律分析,可以得出油气水三相流动力学结构反演特征,为揭示油气水三相流流型转化机理提供了一种有效的方法。

关键词：油气水三相流流型表征图像纹理分形特征复杂性测度

基于小波神经网络的油气水三相流相含率的软测量方法

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化学反应工程与工艺 2010年第3期26卷 218-222页

作者：周云龙袁俊文东北电力大学能源与动力工程学院东北电力大学自动化工程学院吉林吉林132012

利用高速摄影仪对垂直上升管中油气水三相流的流动进行了动态图像的拍摄，提取每一帧图像的灰度均值组成灰度时间序列，并从时间序列中提取了能反映油气水三相流流动特性的统计和分形特征量，将这些特征量作为人工神经网络的输入量。在... 详细信息

利用高速摄影仪对垂直上升管中油气水三相流的流动进行了动态图像的拍摄，提取每一帧图像的灰度均值组成灰度时间序列，并从时间序列中提取了能反映油气水三相流流动特性的统计和分形特征量，将这些特征量作为人工神经网络的输入量。在水的体积流量为1．32～12．15m3／h，油的体积流量为0．01～0．43m3／h，空气的体积流量为0．75～2．5m3／h条件下，采用小波神经网络作为相含率预测模型，结果表明，小波神经网络的预测值与测试值非常吻合，含气率预测最大误差为3．57％，含水率最大误差为3．3％，较好地实现了油气水三相流相含率的预测，为油气水三相流相含率测量提供了一种有效的软测量方法。

关键词：油气水三相流动态图像相含率软测量

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宜宾造纸机械厂改进质量管理制度

中华纸业 2002年第11期23卷 34-35页

作者：袁俊文陈兴平宜宾造纸机械厂四川宜宾644007

介绍了宜宾造纸机械厂从改进质量管理体系入手,提高产品质量,增强市场竞争力的经验做法。

关键词：宜宾造纸机械厂质量管理制度企业管理改进

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氨厂甲烷化样品预处理装置

化工自动化及仪表 1996年第3期23卷 57-60页

作者：魏正森李强袁俊文成都倍诚分析技术开发公司四川省蒲江县氮肥厂

针对合成氨厂甲烷化气原有样气预处理方法存在诸多问题，介绍了一种新型用于甲烷化或铜洗气的样品预处理系统，该系统已在生产现场连续使用了三年多，实现了长周期安全稳定运行。

关键词：甲烷化气样品预处理系统在线分析仪表合成氨

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创新质管制度提高产品质量

轻工机械 2003年第2期21卷 89-91页

作者：袁俊文陈兴平宜宾造纸机械厂四川宜宾644007

介绍了宜宾造纸机械厂从改进质量体系入手 ,建立和实施质量管理、检验、奖惩制度 ,提高产品质量。

关键词：宜宾造纸机械厂质量管理制度创新奖惩制度企业管理

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坚持“四个尊重” 推进技术创新

轻工机械 2003年第3期21卷 98-99页

作者：张志贵袁俊文宜宾造纸机械厂四川宜宾644007

介绍中国轻工业机械总公司宜宾造纸机械厂坚持科技是第一生产力的观点 ,从“尊重劳动、尊重知识、尊重人才、尊重创造”的思想管理入手。

关键词：宜宾造纸机械厂技术创新企业管理企业发展

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一种识别气液两相流流型的新方法

热能动力工程 2009年第1期24卷 68-72页

作者：周云龙李洪伟袁俊文东北电力大学能源与机械工程学院吉林吉林132012

根据图像灰度直方图统计特征,提出了一种基于图像处理和改进支持向量机相结合的气液两相流流型识别的新方法。该方法是应用高速摄像机在气液两相流试验台上获取7种典型流型的图像,经过图像处理,对图像进行灰度直方图统计特征提取构成特... 详细信息

根据图像灰度直方图统计特征,提出了一种基于图像处理和改进支持向量机相结合的气液两相流流型识别的新方法。该方法是应用高速摄像机在气液两相流试验台上获取7种典型流型的图像,经过图像处理,对图像进行灰度直方图统计特征提取构成特征矢量,作为流型样本对改进支持向量机进行训练与识别。实验结果表明:图像灰度直方图特征可以很好地反映各流型之间的差异;改进的支持向量机与原始的支持向量机相比分类性能好,运算时间短,网络识别率高达99.04%,为流型在线识别提供一种新的有效方法。

关键词：流型识别图像处理灰度直方图统计特征改进支持向量机

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盐泥在稀硅酸盐欠饱和盐水钻井液中的应用

天然气工业 2008年第11期28卷 71-73页

作者：周莉菊冯家满袁俊文赵由才同济大学 433123 中国石化江汉油田分公司盐化工总厂江汉石油管理局钻井公司

盐泥是盐化工业生产过程中产生的固体废物,稀硅酸盐欠饱和盐水钻井液是盐膏层钻井的成熟技术之一。以江汉盐化工总厂滤前盐泥为研究对象,以现有钻井液配方为基准,研制了盐泥、稀硅酸盐欠饱和盐水钻井液配方。室内实验结果表明,配制与基... 详细信息

盐泥是盐化工业生产过程中产生的固体废物,稀硅酸盐欠饱和盐水钻井液是盐膏层钻井的成熟技术之一。以江汉盐化工总厂滤前盐泥为研究对象,以现有钻井液配方为基准,研制了盐泥、稀硅酸盐欠饱和盐水钻井液配方。室内实验结果表明,配制与基准配方相同密度、相同pH值的钻井液,随着盐泥加量的增加,可改善钻井液的流变性能,其动塑比值增加、流性指数值减小、稠度系数值增加;并可改善钻井液的滤失性能,其API滤失量降低。该盐泥体系可整体应用于稀硅酸盐欠饱和盐水钻井液的配制,实现盐泥的资源化,并可降低该体系钻井液的成本,对于实现盐化工业的清洁生产具有重要意义。

关键词：盐膏层盐泥稀硅酸盐盐水钻井液应用

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油气水三相流流型的灰度波动时间序列分析

化学工程 2010年第8期38卷 26-30页

作者：周云龙袁俊文李洪伟东北电力大学自动化工程学院吉林吉林132012 华北电力大学能源与机械工程学院北京102206

三相流流型极大地影响三相流的流动和传热特性,准确表征流型对相关设备的设计和运行具有重要意义。在水体积流量为1.32—12.15 m^3/h,油体积流量为0.01—0.43 m^3/h,空气体积流量为0.75—2.5 m^3/h时,对垂直上升管中油气水三相流的6种... 详细信息

三相流流型极大地影响三相流的流动和传热特性,准确表征流型对相关设备的设计和运行具有重要意义。在水体积流量为1.32—12.15 m^3/h,油体积流量为0.01—0.43 m^3/h,空气体积流量为0.75—2.5 m^3/h时,对垂直上升管中油气水三相流的6种典型流型进行了动态图像的拍摄,提取每一帧图像的灰度均值组成灰度波动信号,进行了分形及混沌时间序列分析。分析结果为：当空气流量在0.75—2.5 m^3/h之间变化时,所提取的分形维数及吸引子关联维数分别在0.924 7—1.223 4及1.493 7—5.498 2之间,且分形维数及混沌吸引子关联维数随气相流量呈不规则突变,并与流型的Wigner-Ville分布（WVD）特征相对应,表明了分形维数及混沌吸引子关联维数对油气水三相流流型变化具有敏感的＂指示器＂特性,可以较好地表征油气水三相流流型变化。

关键词：油气水三相流图像灰度分形维数关联维数 WVD特征