[发明专利]表征直接接触沸腾换热过程中液滴群行为均匀性的中心化方法

权利要求书

1.一种表征直接接触沸腾换热过程中液滴群行为均匀性的中心化方法，其特征在于，具 体包括以下步骤：

(1)通过直接接触式蒸汽发生器的可视窗，获取直接接触沸腾换热过程中液滴群行为的 实时图样并保存下来；并利用数字图像处理技术获得只有背景和目标的待处理图样；将待处理 图样中的目标作为研究对象；并且每个时刻t对应一张流型图；

(2)将原始流型图像经灰度化、高帽变换、滤波、二值化和开运算的数字图像处理，最 终转化为一个二值化的流型图，对应于一个N行M列的数字矩阵，N、M取正整数，其中矩阵元 素要么为1，要么为0，其中1代表白色气泡，2代表黑色背景，即为黑白矩阵或者黑白流程图；

(3)黑白矩阵或黑白流型图视为以行号和列号为坐标的帧坐标系，通过线性变换，将黑 白流型图转化为笛卡尔坐标系，设x₀为黑白流型图中某个气泡的列号，y₀为黑白流型图中某个 气泡的行号，x∈[0,1]为笛卡尔坐标系中某个气泡的横坐标值，y∈[0,1]为笛卡尔坐标系中某个 气泡的横坐标值，则转换公式如下：

x=x0-1M-1,]]>y=N-y0N-1;]]>

(4)运用均匀试验设计理论中心化偏差概念，设n为某张黑白流型图在笛卡尔坐标系中的 液滴个数，s为液滴所在笛卡尔坐标系中位置的维数，由于笛卡尔坐标系为二维直角坐标系， 因此s＝2，即i为横坐标值、j为纵坐标值或者j为横坐标值、i为纵坐标值，进而计算t时刻单张流 型图中液滴群在整个笛卡尔坐标系中的中心化偏差：

CD(t)={(1312)s-2nΣi=1nΠj=1s(1+12|xij-0.5|-12|xij-0.5|2)+1n2Σi=1nΣk=1nΠj=1s(1+12|xij-0.5|+12|xij-0.5|-12|xij-xkj|)}12;]]>

(5)根据上述偏差，可以定义度量t时刻直接接触蒸汽发生器中液滴群行为均匀性的均匀 度，其计算公式为：

UC-CD(t)＝1-CD(t)；

(6)借助均匀试验设计理论，中心化偏差CD(t)∈[0,1]，因此UC-CD(t)∈[0,1]；在混合时 间T前后，UC-CD(t)会呈现明显的变化规律；若经历充分的混合时间T后，UC-CD(t)的数值大 小波动近于1，若画出UC-CD(t)的变化曲线图，则在T时刻后，UC-CD(t)就非常接近于1且往后 的时间里波动不大，则表示液滴在T时刻之后达到混合均匀的状态。