金興，鄧陽(yáng)琴，劉閣，陳彬

(1.重慶工商大學(xué)廢油資源化技術(shù)與裝備教育部工程研究中心，重慶 400067；2.華北科技學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，河北 廊坊 065201)

通過(guò)管道不僅可以完成對(duì)石油、成品油、化工產(chǎn)品以及水等液態(tài)物質(zhì)的運(yùn)輸，而且可以運(yùn)送天然氣等氣態(tài)物質(zhì)[1]。由于管道運(yùn)輸具有運(yùn)量大、成本低、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已獲得廣泛應(yīng)用[2]，為了提高管道運(yùn)輸效率就需要對(duì)流體在管道中的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行研究。

PIV(Particle Image Velocimetry)技術(shù)由于超越單點(diǎn)測(cè)量的局限性，能夠同時(shí)記錄大量空間點(diǎn)的瞬態(tài)速度分布信息，現(xiàn)已成為流場(chǎng)分析的主要方法[3]。PIV技術(shù)只需向流場(chǎng)投放適宜的示蹤粒子測(cè)量裝置并不直接介入流場(chǎng)，尤其適用于研究含渦流、湍流的復(fù)雜管道結(jié)構(gòu)[4]。目前采用PIV技術(shù)對(duì)管道流場(chǎng)流動(dòng)特性的研究主要涉及到氣固、氣液、固液兩相流的應(yīng)用場(chǎng)合，并針對(duì)示蹤粒子的種類及其分布、管道的結(jié)構(gòu)、典型的流動(dòng)特征等方面對(duì)流場(chǎng)的影響規(guī)律進(jìn)行分析，這不僅能夠?qū)ι钊肓私夂驼莆樟黧w力學(xué)內(nèi)在流動(dòng)特征的理論研究提供數(shù)據(jù)支撐，也能從實(shí)際工程意義上起到改善管路鋪設(shè)、改良類管道流裝置的結(jié)構(gòu)等作用，從而解決實(shí)際生產(chǎn)生活重要技術(shù)問(wèn)題，降低生產(chǎn)成本，并帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

1 PIV技術(shù)應(yīng)用于管道流流動(dòng)規(guī)律的研究

PIV技術(shù)對(duì)管道流場(chǎng)流動(dòng)規(guī)律的研究主要集中于在氣液兩相、氣固以及固液兩相流中對(duì)流體流動(dòng)特性的分析，利用PIV獲取的相應(yīng)流場(chǎng)的瞬態(tài)速度矢量數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一定的計(jì)算處理得到對(duì)應(yīng)流場(chǎng)的湍流特性、波動(dòng)特征、流速變化及其分布等信息，從而掌握流場(chǎng)的流動(dòng)規(guī)律。

1.1 PIV技術(shù)應(yīng)用于氣固兩相流的研究

氣固兩相流指氣體中夾帶有固體顆粒物料狀態(tài)下的流動(dòng)，目前利用PIV技術(shù)對(duì)氣固兩相流的研究著重于獲取管道流場(chǎng)內(nèi)兩相流體的流動(dòng)特性。

在豎直管道的氣固兩相流中，PIV技術(shù)能夠精確表征稀疏相粒子的瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)特征，清華大學(xué)的許宏慶等[5]在豎直管道中利用PIV技術(shù)瞬時(shí)測(cè)量了氣固兩相流中固體粒子的速度場(chǎng)，其結(jié)果表明在氣固兩相射流中固體擴(kuò)散比氣體慢，且在軸線上還會(huì)受到剪切漩渦的影響；張東東等[6]同樣采用PIV技術(shù)研究了豎直射流管道中氣固兩相各自的瞬時(shí)速度分布，他們發(fā)現(xiàn)在流場(chǎng)中固體粒子的分散度要小于氣體，且在射流軸線附近的固體粒子速度小于氣相，這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果與許宏慶所得到的結(jié)果一致?？梢奝IV技術(shù)不僅對(duì)兩相流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的捕捉非常有效，還能夠便利地獲取流場(chǎng)中兩相的流動(dòng)概況。

PIV技術(shù)對(duì)水平方向上氣固兩相管道流的研究同樣具有較大的優(yōu)勢(shì)，受到了諸多學(xué)者的關(guān)注，Zheng等[7]將PIV技術(shù)運(yùn)用于水平氣力輸送的測(cè)量，得到了高速狀態(tài)下水平氣固管流在最小壓降空氣速度下的粒子波動(dòng)速度。Yan等[8]采用了高速PIV系統(tǒng)對(duì)氣固兩相管道流進(jìn)行了研究。通過(guò)獲取氣固兩相管道中固體顆粒的速度和濃度分布，得到了水平激發(fā)下管道流低壓降速的機(jī)理，可見PIV技術(shù)應(yīng)用于氣固兩相管道流能夠有效地獲取固體顆粒由于管道結(jié)構(gòu)改變所帶來(lái)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及濃度分布的改變。值得注意的是華中科技大學(xué)的栗晶等[9]開發(fā)了高解析度PIV兩相同時(shí)測(cè)量技術(shù)，并對(duì)聚乙烯顆粒加入前后的水平槽道湍流變動(dòng)進(jìn)行了研究，取得了較好的效果。他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，低載荷下氣相湍流變化源于顆粒對(duì)湍流擬序結(jié)構(gòu)的作用，顆粒的存在抑制了湍流擬序結(jié)構(gòu)的發(fā)展，使得湍流準(zhǔn)流向結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度減小。

對(duì)于研究復(fù)雜多變的氣固兩相管道流來(lái)說(shuō)，PIV技術(shù)具有較大的優(yōu)勢(shì)，能夠準(zhǔn)確捕捉流場(chǎng)的瞬時(shí)速度及全場(chǎng)速度分布，同時(shí)能夠獲取固相在流場(chǎng)中的濃度變化、濃度分布等信息，這對(duì)流場(chǎng)流動(dòng)特性的研究具有很大幫助。

1.2 PIV技術(shù)應(yīng)用于氣液兩相流的研究

氣液兩相流在各種工業(yè)領(lǐng)域的工程中都有廣泛應(yīng)用。例如，在化學(xué)化工工藝中、在石油和天然氣的生產(chǎn)運(yùn)輸中、在各類反應(yīng)器中，國(guó)外許多學(xué)者在管道流場(chǎng)中運(yùn)用PIV技術(shù)對(duì)氣液兩相流的流動(dòng)特性開展了研究[10-12]。Yamamoto等[13]采用PIV系統(tǒng)測(cè)量了氣液兩相管道流中分散的氣泡運(yùn)動(dòng)，從測(cè)量數(shù)據(jù)中較為準(zhǔn)確的估計(jì)了載體液相流動(dòng)的速度，值得注意的是他們使用淺焦成像技術(shù)代替了激光照射，而且發(fā)現(xiàn)淺焦成像技術(shù)可以捕獲氣液兩相流的高清圖像且成本更低。Birvalski等[14]在氣液管道流研究中同時(shí)采用了兩套PIV系統(tǒng)，以此來(lái)更好地獲得兩相流體的信息。這樣設(shè)置的優(yōu)勢(shì)是可以分別測(cè)量氣液兩相、分別獲取兩相的數(shù)據(jù)，減少了由于相界面折射反射帶來(lái)的測(cè)量誤差，是一種較好的兩相測(cè)量方法。

相對(duì)于國(guó)外，國(guó)內(nèi)的學(xué)者也運(yùn)用PIV技術(shù)對(duì)氣液兩相管道流的流動(dòng)規(guī)律開展了研究。北京理工大學(xué)的付細(xì)能等[15]將高速全場(chǎng)流顯示技術(shù)與PIV相結(jié)合觀測(cè)了平板表面通氣兩相流場(chǎng)的流動(dòng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性。相較于普通的PIV系統(tǒng)，結(jié)合高速全場(chǎng)流顯示技術(shù)的PIV系統(tǒng)能夠獲得更為清晰的兩相圖像，提高了實(shí)驗(yàn)精度。天津大學(xué)的付濤濤[16]在微通道內(nèi)用Micro-PIV技術(shù)對(duì)氣液兩相流和氣泡的行為進(jìn)行了研究，其研究觀測(cè)豎直矩形微通道內(nèi)氣液兩相流流型包括:泡狀流、彈狀流、環(huán)狀流、環(huán)狀一分層流、分層流，另外他還建立了相應(yīng)的流型轉(zhuǎn)變圖，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)微通道氣液兩相流的研究提供了理論支撐。葉道星[17]通過(guò)搭建湍流發(fā)生器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究了中濃度紙漿泵的運(yùn)行性能特性，PIV系統(tǒng)運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)中不僅測(cè)量了湍流發(fā)生器中氣泡運(yùn)動(dòng)的速度與運(yùn)動(dòng)軌跡方程，還獲得了湍流發(fā)生器內(nèi)部的速度和湍流動(dòng)能的分布規(guī)律?？梢姡琍IV技術(shù)運(yùn)用于氣液兩相流中可以較好地得到兩相流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，而且可以對(duì)流場(chǎng)不同區(qū)域的運(yùn)動(dòng)參量進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，有助于分析氣液兩相管道流流動(dòng)特性。不過(guò)，由于相界面的波動(dòng)和光學(xué)影響，PIV對(duì)于氣液兩相界面的測(cè)量存在一定誤差，仍需要進(jìn)一步研究來(lái)提高實(shí)驗(yàn)精度。

1.3 PIV技術(shù)應(yīng)用于固液兩相流的研究

PIV技術(shù)在固液兩相流的應(yīng)用范疇主要是泵內(nèi)流場(chǎng)和管道流場(chǎng)，流場(chǎng)內(nèi)的固相主要為顆粒，微觀相機(jī)能夠清楚地捕捉流場(chǎng)信息。

Zhao等[18]對(duì)固液湍流邊界層的相干結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，其研究結(jié)果表明流場(chǎng)中顆粒的存在加強(qiáng)了壁面區(qū)域動(dòng)量和能量的傳輸。Sun等[19]也對(duì)稀液固兩相流湍流邊界層相干結(jié)構(gòu)的粒子調(diào)制進(jìn)行研究，指出粒子的存在從一定程度上抑制了渦旋在流向上的發(fā)展，但也使得近壁區(qū)湍流動(dòng)量的傳輸能力增強(qiáng)。Ahmadi等[20]用PIV技術(shù)研究了固液湍流橫向通道流的流動(dòng)特性，其研究表明固相的湍流強(qiáng)度隨著流場(chǎng)St數(shù)的增大而減小。陳彬等[21]通過(guò)PIV獲得的流場(chǎng)數(shù)據(jù)建立了含懸浮顆粒油液的偽均質(zhì)流數(shù)學(xué)模型，研究了懸浮顆粒油液的動(dòng)態(tài)特性，發(fā)現(xiàn)油液速度、壓力的躍變幅值隨著顆粒濃度增大而減小，顆粒速度隨著濃度的增大而增大。楊火軍等[22]對(duì)豎直管內(nèi)大懸浮輕顆粒固液兩相流中的顆粒相進(jìn)行研究，對(duì)順流方向顆粒串的結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)液體流動(dòng)的剪切作用是顆粒串生成和穩(wěn)定的機(jī)制。

可見國(guó)內(nèi)外從流場(chǎng)湍流結(jié)構(gòu)、邊界層的相干結(jié)構(gòu)等方面對(duì)固液兩相流進(jìn)行了研究，但由于固液兩相流在管路內(nèi)運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性較大，同時(shí)外部條件對(duì)流場(chǎng)的影響也較為復(fù)雜，導(dǎo)致對(duì)管路內(nèi)固液兩相流運(yùn)動(dòng)特性的認(rèn)識(shí)存在不足。因此利用PIV技術(shù)獲取更加精確的兩相流動(dòng)數(shù)據(jù)，從而為固液兩相管道流的研究提供幫助。

2 PIV技術(shù)應(yīng)用于管道流研究的關(guān)鍵因素

管道流場(chǎng)復(fù)雜多變，影響管道流場(chǎng)流動(dòng)特性的因素很多，如PIV測(cè)量數(shù)據(jù)的提取方法、流體以及管道本身性質(zhì)等因素均會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)研究的精確度造成影響，通過(guò)PIV技術(shù)研究管路流場(chǎng)可以獲得豐富的流場(chǎng)信息，進(jìn)而分析流場(chǎng)流動(dòng)特性。下面就采用PIV技術(shù)對(duì)管道流流動(dòng)特性進(jìn)行研究的關(guān)鍵因素作介紹。

2.1 示蹤粒子的選擇與分析

由于PIV技術(shù)是利用流場(chǎng)中示蹤粒子具有較好的跟隨性，將其速度[23]來(lái)代替流場(chǎng)的速度信息，所以示蹤粒子的流動(dòng)性能、光學(xué)性能等特性都會(huì)對(duì)PIV的結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，因而對(duì)示蹤粒子進(jìn)行正確的選擇才能夠得到更加準(zhǔn)確的流場(chǎng)流動(dòng)特性，目前已經(jīng)有許多學(xué)者做了這方面的研究[24-26]。Ben等[27]在利用PIV對(duì)聚焦超聲產(chǎn)生的流場(chǎng)進(jìn)行表征的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)示蹤粒子的選擇作了評(píng)估。其實(shí)驗(yàn)選擇直徑分別為5，20，50 μm的聚酰胺顆粒為示蹤粒子，而實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，只有直徑為5 μm的示蹤粒子可以運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)，其他直徑過(guò)大的粒子影響了流體流動(dòng)，改變了流體原有的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。選擇適宜的示蹤粒子不僅可以優(yōu)化流場(chǎng)數(shù)據(jù)圖像，還能達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)精度的效果。Unadkat[28]在PIV實(shí)驗(yàn)中選用熒光粒子作為示蹤顆粒達(dá)到了優(yōu)化粒子圖像、提高圖像精確度的效果，由此對(duì)比得到了連續(xù)相在固體顆粒加入前后流場(chǎng)湍流動(dòng)能的變化。Ayati等[29]在氣液兩相流研究中選擇了直徑6 μm的小液滴作為示蹤粒子，從而確保了水層的表面張力不受氣相中示蹤粒子的影響，保證了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。為研究管道流場(chǎng)的流動(dòng)特性，需選用適當(dāng)?shù)氖聚櫫Ｗ右垣@取速度場(chǎng)分布、流場(chǎng)渦量變化、湍流耗散率等反映流場(chǎng)流動(dòng)規(guī)律的指標(biāo)，而投加入流場(chǎng)的示蹤粒子或多或少存在一定弛豫時(shí)間，于是有學(xué)者直接用自有研究對(duì)象作為示蹤粒子，獲得了更加精確的流場(chǎng)信息。毛玉紅等[30]在不投加專用示蹤粒子的條件下，以混凝絮體為示蹤粒子，實(shí)現(xiàn)了對(duì)絮凝過(guò)程同步的測(cè)量與表征；盧平等[31]直接將水煤膏霧化粒子作為示蹤粒子，在管道流場(chǎng)中獲得了流場(chǎng)流動(dòng)規(guī)律并測(cè)得了粒子粒徑。

對(duì)示蹤粒子性能的分析也有利于開展流場(chǎng)流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)研究，Chen等[32]為了研究超聲波管道流體的流動(dòng)特性，用示蹤粒子的響應(yīng)時(shí)間完成了對(duì)示蹤粒子跟蹤特性和弛豫時(shí)間的評(píng)估，從而獲得了更加精確的全場(chǎng)速度；劉劍等[33]用粒子圖像的曝光度、信噪比及處理后得到的矢量來(lái)反映粒子的動(dòng)力學(xué)特性，以此得到了管道風(fēng)流場(chǎng)沿軸向速度變化規(guī)律。

在PIV技術(shù)應(yīng)用中，示蹤粒子是非常重要的一環(huán)，選擇適宜的示蹤粒子可以獲得更加精確的數(shù)據(jù)，對(duì)示蹤粒子的性能進(jìn)行分析也能夠?yàn)镻IV實(shí)驗(yàn)提供幫助。雖然對(duì)示蹤粒子的研究已非常豐富，但要更好地將PIV技術(shù)運(yùn)用于管道流場(chǎng)流動(dòng)特性研究，仍然需要根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼业礁鄤?chuàng)新思路來(lái)完善研究方案。

2.2 流場(chǎng)的形成因素

要研究管道流場(chǎng)的流動(dòng)特性離不開對(duì)流場(chǎng)形成因素的研究，流場(chǎng)的形成受到多方面的影響：進(jìn)口流速的大小、流動(dòng)介質(zhì)本身的性質(zhì)、管路的結(jié)構(gòu)等。其中管路結(jié)構(gòu)對(duì)流場(chǎng)流動(dòng)有非常大的影響，不同的管路結(jié)構(gòu)會(huì)使流場(chǎng)產(chǎn)生不同的變化：管路截面的增大縮小會(huì)使流場(chǎng)速度相應(yīng)的減小增大；管路設(shè)置擋板會(huì)改變流場(chǎng)的流動(dòng)方向；不同的管路設(shè)置還會(huì)使流場(chǎng)產(chǎn)生空穴、渦旋等現(xiàn)象，進(jìn)而影響流場(chǎng)流動(dòng)。對(duì)于這方面，國(guó)內(nèi)外有許多學(xué)者開展了研究，英國(guó)伯明翰大學(xué)的Ryan等[34]采用PIV系統(tǒng)對(duì)射流管道流動(dòng)域及流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行研究，對(duì)管道空穴產(chǎn)生的原理進(jìn)行了分析，他們發(fā)現(xiàn)不管是流經(jīng)孔板還是分流葉片，都會(huì)產(chǎn)生空穴現(xiàn)象并且對(duì)流體的運(yùn)動(dòng)造成影響。Reza等[35]利用PIV技術(shù)得到了流體流經(jīng)不同角度設(shè)置的薄板后管路流場(chǎng)發(fā)生的變化，驗(yàn)證了管路設(shè)置的差異會(huì)對(duì)流場(chǎng)流動(dòng)產(chǎn)生不同影響，而Li等[36]用PIV技術(shù)得到了流體流經(jīng)管底不同數(shù)目圓筒后流場(chǎng)發(fā)生的變化。在Reza和Li的實(shí)驗(yàn)中，PIV技術(shù)均用來(lái)測(cè)量流場(chǎng)的速度和渦量，以此來(lái)分析管路結(jié)構(gòu)改變對(duì)流場(chǎng)造成變化，且得到了較好的效果，這表明PIV技術(shù)用以研究復(fù)雜管路流動(dòng)特性有較大優(yōu)勢(shì)。青島大學(xué)的劉瑞璟等[37]測(cè)量了矩形管道在加肋和不加肋兩種管道結(jié)構(gòu)下氣固兩相流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得到了帶肋通道和平直通道中氣體以及固體顆粒的時(shí)均速度場(chǎng)，并分析比較了管道結(jié)構(gòu)對(duì)粒子速度和沉積的影響。

流場(chǎng)的形成受到管路結(jié)構(gòu)的影響，而PIV技術(shù)針對(duì)不同管路結(jié)構(gòu)，能夠在不受影響的情況下準(zhǔn)確獲得流場(chǎng)信息，進(jìn)而對(duì)流場(chǎng)流動(dòng)特性進(jìn)行研究。而通過(guò)研究管路結(jié)構(gòu)對(duì)流體流動(dòng)的影響，不僅有利于降低工業(yè)管路鋪設(shè)與維護(hù)的成本，還有利于提高管道運(yùn)輸效率。

2.3 渦旋對(duì)流動(dòng)特性的影響

渦旋現(xiàn)象是管道流場(chǎng)非常重要的一個(gè)現(xiàn)象，渦旋的產(chǎn)生伴隨著強(qiáng)烈的波動(dòng)并有機(jī)械能的損耗，從而也會(huì)改變管路流場(chǎng)的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，影響流體流動(dòng)狀態(tài)，所以渦旋現(xiàn)象是影響管道流場(chǎng)很重要的一個(gè)因素。對(duì)管路渦旋現(xiàn)象的研究有助于獲得管路流場(chǎng)流動(dòng)規(guī)律，渦旋具有時(shí)變性、復(fù)雜性以及測(cè)量方法的局限性，一定程度上使渦旋的研究具有較大的難度，而許多學(xué)者也開展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。劉鳳霞等[38]將PIV技術(shù)運(yùn)用于二維槽道渦旋波流場(chǎng)在不同相位上速度分布和應(yīng)力分布的測(cè)試，PIV系統(tǒng)對(duì)示蹤粒子相關(guān)的數(shù)字圖像信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，定量地描述了管道中渦旋波的形成及發(fā)展過(guò)程，從而得到了流場(chǎng)軸向流動(dòng)規(guī)律；陳彬等[39]通過(guò)2D-PIV測(cè)量了槽道內(nèi)渦波流場(chǎng)的瞬態(tài)速度矢量場(chǎng)，并從渦的尺度屬性、力學(xué)屬性和運(yùn)動(dòng)屬性方面分析了展向渦的分布特征，其實(shí)驗(yàn)表明展向渦對(duì)流場(chǎng)雷諾應(yīng)力的影響較小；劉閣等[40]同樣對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行2D-PIV測(cè)量獲取了對(duì)稱槽道瞬態(tài)速度的矢量數(shù)據(jù)，并利用POD技術(shù)進(jìn)行了模態(tài)分解以及渦波流場(chǎng)的重構(gòu)，以此對(duì)渦旋波流場(chǎng)的流動(dòng)特征進(jìn)行分析。渦旋是影響管道流流動(dòng)非常重要的一個(gè)因素，通過(guò)對(duì)流場(chǎng)中的渦旋進(jìn)行研究，能夠提取有價(jià)值的流場(chǎng)信息。

Zhai等[41]運(yùn)用Micro-PIV技術(shù)研究了微熱流體在管路中的流體動(dòng)力學(xué)特征以及渦旋空腔的形成，發(fā)現(xiàn)流量較大區(qū)域會(huì)導(dǎo)致傳熱增強(qiáng)，在腔區(qū)形成的渦流可以增強(qiáng)管路內(nèi)流體的流動(dòng)湍流、強(qiáng)化傳熱；Reza等[35]利用PIV技術(shù)對(duì)不同角度的淹沒(méi)薄板管路流動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，分析驗(yàn)證了管路中不同渦旋產(chǎn)生的原因，渦旋的發(fā)展、潰滅以及對(duì)流場(chǎng)產(chǎn)生的影響，而Lin等[42]研究了管道孤立波沖撞水下垂直板后產(chǎn)生的渦旋以及渦旋的消散過(guò)程，發(fā)現(xiàn)渦旋的大小會(huì)影響板側(cè)最終成長(zhǎng)的水深大小。在Reza和Lin的實(shí)驗(yàn)中，PIV技術(shù)均成功捕捉了管道流場(chǎng)水下渦旋的變化過(guò)程，驗(yàn)證了PIV技術(shù)非侵入性的特點(diǎn)尤其適用于研究流動(dòng)特性復(fù)雜多變的管道流場(chǎng)。目前對(duì)于流場(chǎng)中渦旋現(xiàn)象的研究已有很多，但要將PIV技術(shù)與數(shù)值模擬相結(jié)合才能更好的掌握渦旋發(fā)展規(guī)律，服務(wù)于管道流研究。

3 結(jié)語(yǔ)及展望

(1)由于具備能夠完成瞬態(tài)、多點(diǎn)、無(wú)接觸式測(cè)量的特點(diǎn)，PIV在氣固、氣液、固液兩相管道流研究中得到了較好的應(yīng)用，提升了測(cè)量的準(zhǔn)確性，其通過(guò)對(duì)流場(chǎng)瞬時(shí)速度變化、全場(chǎng)速率變化、渦量變化等參量的捕捉，能夠?qū)α鲌?chǎng)流動(dòng)特征進(jìn)行較為精確的表征。

(2)管路流場(chǎng)復(fù)雜多變，流體流動(dòng)受到了較多因素的影響，需要進(jìn)一步研究示蹤粒子、流場(chǎng)的形成因素、流場(chǎng)內(nèi)部特征等因素對(duì)流場(chǎng)流動(dòng)特性的影響，并且將PIV技術(shù)與數(shù)值模擬理論相結(jié)合，建立真實(shí)且能反映實(shí)際的流動(dòng)模型，這樣才會(huì)得到更好的測(cè)量結(jié)果。

(3)PIV技術(shù)要在管道流研究中更好地發(fā)揮作用還需要與實(shí)際研究方向相結(jié)合，這樣才能更好地掌握管道流場(chǎng)的流動(dòng)特性，以此必將達(dá)到指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)、優(yōu)化運(yùn)行、節(jié)約工業(yè)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。