基于MATLAB/GUI处理喷雾图像的研究

燃料喷射和雾化特性影响发动机的动力性、经济性和排放性,发动机燃烧优劣主要取决于混合燃料的雾化质量。液滴的尺寸不仅受液体碎裂的控制,还取决于液滴的蒸发和碰撞,液滴的蒸发和碰撞将造成液滴数目的减少、平均直径的变动以及液滴尺寸的重新分布。为了掌握柴油机生物柴油的喷雾特性,优化生物柴油的使用技术,对柴油—生物柴油混合燃料喷雾特性进行了试验研究。 生物柴油在柴油机上应用的首要问题是生物柴油掺混比的优化和燃烧组织。试验采用依维柯车用发动机喷油器,运用高分辨率数码成像技术,在手压油泵喷雾质量分析系统试验台上,对五种掺混比不同的油料进行喷雾液滴尺寸分布的比较试验,掌握不同掺混比下生物柴油—柴油混合燃料喷雾特性的细节。结果表明,随着生物柴油掺混比的增大,燃油粘度增大,喷雾锥角变小,Sauter平均直径增大。与纯柴油相比,MB24的Sauter平均直径略小,雾化质量明显改善。从喷雾液滴尺寸数目积分分布曲线可以看出,所有燃料的曲线峰值均位于14μm处,小颗粒液滴居多。随着生物柴油掺混比的增大,曲线峰值下降,下降趋势均匀平缓,说明燃料黏度的增大将使雾化油滴的尺寸分布渐趋均匀。从液滴尺寸的累积体积分布可以看出,随着生物柴油掺混比的增大,达到某一累积体积的油滴直径增大,说明大颗粒油滴增多。 本文运用MATLAB/GUI软件设计出柴油—生物柴油混合燃料喷雾粒子统计系统程序,实现了程序的可视化界面操作。以100B04图片为例,论文分别对16等份、32等份、64等份和128等份四种方案进行程序调用,采用高斯低通滤波进行降噪处理,运用最大类间方差法对图像进行阈值选取,统计出整图粒子分布曲线,并与人工统计结果和理论计算结果进行了对比分析,三者数据曲线走向一致。论文对四种方案的粒子总数进行对比,总结出其中的最优等分方案。