[发明专利]一种基于计算几何学理论的多相混合均匀性的判断方法

权利要求书

1.一种基于计算几何学理论的多相混合均匀性的判断方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、利用高速摄像机对实时气泡群进行图像拍摄，得到实时气泡群图像；

S2、对所述实时气泡群图像进行处理，提取所述实时气泡群中每个不规则气泡的质心坐标，并对所述坐标做归一化处理；

S3、基于气泡群的空间分布和归一化处理后的质心坐标，利用平均距离法判断所述实时气泡群的气泡混合的均匀性，具体为：基于气泡群的空间分布和归一化处理后的质心坐标，得到随机不规则气泡之间的平均距离，并将所述平均距离与标准参照值进行比较，来判断所述实时气泡群的气泡混合的均匀性；

S4、借助计算几何学理论，利用所述气泡混合的均匀性来判断工质与热源的混合均匀性、混和效率以及搅拌效果。

2.根据权利要求1所述的基于计算几何学理论的多相混合均匀性的判断方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

S1.1、利用高速摄像机通过可视窗对反应器中的不规则实时气泡群的分布进行视频拍摄；

S1.2、对拍摄的视频进行实时图样提取，得到实时气泡群图像，并观察气泡的混合形态。

3.根据权利要求2所述的基于计算几何学理论的多相混合均匀性的判断方法，其特征在于，所述视频的拍摄区域选择为流型充分发展区域。

4.根据权利要求2所述的基于计算几何学理论的多相混合均匀性的判断方法，其特征在于，所述图样是通过高速抓帧器按时间序列进行提取的。

5.根据权利要求1所述的基于计算几何学理论的多相混合均匀性的判断方法，其特征在于，所述步骤S2是采用图像处理技术对气泡图像进行处理，具体为：

S2.1、对所述实时气泡群图像进行高帽变换和滤波变换预处理，并将处理后的实时气泡群图像进行分割，得到一系列灰度图像；

S2.2、将所述灰度图像转化为黑白图像，并采用阈值进行二值图像转化；

S2.3、基于所述二值图像，找到实时气泡群中每个不规则气泡的质心坐标，并对所述坐标做归一化处理。

6.根据权利要求1所述的基于计算几何学理论的多相混合均匀性的判断方法，其特征在于，所述标准参照值是通过利用计算几何学理论中的超立方线选取法计算出二维图像中达到均匀状态时随机点的平均距离，并将该平均距离作为标准参照值。

7.根据权利要求1所述的基于计算几何学理论的多相混合均匀性的判断方法，其特征在于，所述平均距离法还能够计算达到混合均匀状态的时间。