水滴粒径散射测量中的快速反演方法研究

针对汽轮机低压缸中水滴的平均尺度的实时测量问题,提出了一种用于从水滴散射光强分布中快速反演水滴粒径参数的半经验理论方法。根据米氏(Mie)散射理论,数值计算了不同水滴尺度对应的散射相函数曲线,并在前向小角度范围内,通过高斯函数拟合得到Mie散射理论的近似解析解,进而拟合得到水滴粒径随高斯函数参数变化的半经验理论公式。在不同条件下,用CCD相机测量得到模拟低压缸内湿蒸汽的散射光强分布图像,通过半经验理论公式快速反演得到水滴群的特征尺寸。结果表明,该方法通过约束水滴特征尺寸的有效范围,得到了散射比与水滴粒径之间简化近似的半经验理论模型,在一定置信范围内可以解决蒸汽湿度的在线测量问题,具有一定的应用价值。