基于阵列式静电传感器的自相关颗粒速度测量

对用于气固两相流颗粒速度测量的阵列式静电传感器输出信号进行自相关分析,获得了自相关谱线中渡越时间与颗粒速度的关系,并在重力输送实验台和浓相气力输送装置进行了实验验证,最后分析了采样频率对速度测量结果的影响.理论与实验结果表明:静电信号自相关函数的渡越时间与颗粒速度成线性关系,在合理选择采样频率的前提下可准确获得颗粒流动平均速度。     

循环流化床返料系统固体颗粒微波多普勒测量

本文基于微波多普勒速度测量和电容层析成像浓度测量技术,研究循环流化床多分离器系统固体颗粒流量分配特性。其中微波多普勒测量系统主要由微波信号发射和接受天线、微波信号采集系统和分析软件组成.电容层析成像系统由电容传感器和电容采集模块构成。通过微波测量得到颗粒的平均速度,电容层析成像得到颗粒平均浓度分布,将上述两个参数结合,得到固体颗粒的流量。实验结果证实了电容和微波相结合对颗粒返料流率测量的可行性.     

顶喷流化床加湿-干燥过程微波层析成像测量

流化床反应器进行药物颗粒混合、制粒和干燥工序中,颗粒含水率通常会在大范围(1%～25%)内变化。为优化生产过程,避免故障发生,需要对流化床内湿颗粒流动进行实时监测。微波层析成像(Microwave Tomography,MWT)技术具有较宽的工作频段,适用于高介电常数和高电导率介质的测量。本文利用16个天线微波层析成像传感器对顶喷流化床加湿-干燥过程进行层析成像测量,得到了不同实验条件下颗粒含水率变化曲线和截面颗粒分布图像。实验结果显示,通过对平均介电常数-颗粒含水率关系的标定,可以准确地在线测量颗粒含水率。同时,微波成像揭示了被测截面颗粒分布特征。在此基础上,结合流化床内压差数据对加湿-干燥过程中颗粒流态变化进行了深入讨论,本研究表明,微波层析成像技术应用于流化床过程监控和关键参数提取具有广泛的前景。     

弯管内气液固三相流中液膜区流场的PIV测量

为了深入认识螺旋管内多相流相分离现象,应用粒子图象测速仪(PIV),对组合弯管内气水砂三相流底部水平段和上升段中液膜区的流场进行了测量。研究表明:底部水平段流动主流速度分布比较均匀,颗粒跟随流体运动;二次流十分微弱,颗粒在离心力作用下由内弯侧向外弯侧运动;速度脉动强烈,不利于相分离。上升段中流动受到重力的阻碍,同底部平段相比主流速度降低,离心力作用减弱,颗粒径向时均速度较低;流动的间歇性更强,两相速度脉动更剧烈。     

旋流非预混燃烧火焰流动特性的实验研究

利用粒子图像速度场测量技术(PIV)对不同工况下的旋流非预混燃烧流场进行了测量,考察不同燃空速度比下旋流火焰的流动特性.结果表明,轴向截面上径向平均速度流场以燃烧器轴线呈中心对称,轴向平均速度、轴向脉动速度和径向脉动速度沿燃烧器轴线成对称分布,且轴向平均速度和轴向脉动速度的最大值出现在轴线处.随燃空速度比的增大,轴向平均速度和脉动速度增大,随着与燃烧器表面的距离增加,流场截面上轴向平均速度和脉动速度差异不断减小.     

原油吸附对含水率电容探针测量的影响

原油含水率测量在石油工业生产中起着非常重要的作用。基于电容探针的原油含水率传感器在实际使用时，原油会吸附在探针表面，进而影响探针测量的灵敏度。本文主要对探针表面原油吸附特性进行试验分析，研究发现温度及含水率是影响原油吸附的主要因素，原油黏度随温度的升高而减小，导致原油吸附量越少。温度越低，含水率对原油吸附的影响越大。实验结果表明，原油与探针壁面之间的吸附属于物理吸附，根据等温吸附模型可描述原油在探针表面的吸附过程，建立了原油吸附之后的探针的输出信号与含水率之间的关系，为原油含水率的在线测量提供了理论基础。     

密相气力输送颗粒静电波动信号多尺度分析

在加压密相气力输送实验装置上获得了不同操作条件下煤粉颗粒静电波动信号,并用Hilbert-Huang变换、功率谱进行分析.结果表明:随着表观速度的增加,静电波动信号主峰值的频率增大;静电波动信号希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang)揭示了气固两相流静电信号的非线性和非平稳特征,随气固两相流颗粒相浓度降低和颗粒及...     

圆管突扩气固两相流动湍流变动研究

采用PDA测量竖直向下圆管突扩流动中的气相与颗粒相运动参数,研究了小颗粒(55.2μm)、低雷诺数(1.98×10~4)的稀疏流动中湍流变动的规律。结果表明,在主流区和回流区中,颗粒均削弱气相脉动,而在下游则出现增强的现象,这是由于颗粒延缓了突扩流动的发展所致.在入口段的壁面剪切区域,湍流削弱幅度与平均速度梯度呈线性关系;由于壁面的限制,回流区内的剪切作用沿流动方向逐渐增强,使得相应的各横截面内气相脉动的最大值基本保持不变,同时整体脉动程度增强.     

气液两相流速度及粒径分布激光干涉测量方法的研究

为了实现对气液两相流的粒子粒径、空间分布及其速度测量。对激光干涉气液两相流测量技术（ILIDS）进行了深入研究,该技术是一种应州于气液两相流测量的新技术,其主要优点是不干扰流场和颗粒粒径、位置测量精度高。基于该技术所开发的图像自动处理方法可以利用普通粒子成像测量技术系统拍摄气液两相流的激光散射干涉图像。并利用图像卷积定位、傅里叶变换频率分析及其图像互相关测速等图像处理手段从干涉图像中自动提取粒子的位置、直径和速度信息。为了验证该方法的测量精度,对喷嘴生成的气水两相流进行了测量实验,得到了喷嘴出口处不同区域的粒径、速度矢量的空间分布,并将测得的速度矢量与用粒子成像测量技术方法测得的结果进行对比,证明两种方法测量的平均速度差别仅为0．38％。     

壁面粗糙度对水平后台阶气粒两相流动影响的PDPA实验研究

用相位多普勒颗粒测速仪(PDPA)测量了颗粒的平均与脉动速度,研究了壁面粗糙度对水平后台阶气粒两相流动的影响。研究结果表明,壁面粗糙度减小颗粒纵向平均速度,增大颗粒纵向和横向脉动速度。壁面粗糙度对流场中不同位置处颗粒运动影响的强弱不同,其中逆流区处较弱,下游处较强。壁面粗糙度对不同粒径颗粒运动影响的强弱不同,其中对细颗粒的影响较弱且被局限在壁面附近,对粗颗粒的影响较强且扩散到整个流场。     

长形颗粒静电发生的实验研究

在颗粒输气力送过程中,由于颗粒和管道壁面接触产生静电,给工业生产带来了很多问题和安全隐患。目前颗粒形状对静电产生影响的研究十分有限。本文研究颗粒形状因素对静电产生的影响。颗粒粒径2.0~5.0 mm,分别以长方形和半圆形作为摩擦面,沿着倾斜金属平板多次滑行,直接测量获得颗粒滑行产生静电电量。研究发现颗粒面积、长宽比、滑行方向、速度、角度,对静电发生均有明显影响。该研究为工业静电的评估及防护提供了重要的科学依据。     

单光束互相关法测量高浓度纳米颗粒粒径

针对光子相关光谱法不能测量高浓度纳米颗粒粒径和双光束互相关测量法装置结构过于复杂等问题,提出了一种基于范西特-泽尼克定理的单光束互相关法。首先分析了传统双光束互相关法存在的问题,然后根据范西特-泽尼克定理建立了单光束互相关测量法的模型,设计完成了单光束互相关颗粒粒度测量装置,最后对各种浓度不同粒径的颗粒进行了测量。实验证明,单光束互相关法能有效抑制多重散射的影响,适用于测量高浓度纳米颗粒粒径。     

流化床颗粒制备过程层析成像测量和优化控制

本文基于电容层析成像方法对气固流化床干燥、混合过程进行测量分析,研究循环流化床干燥过程固体颗粒浓度分布、湿度等主要参数随时间的变化规律。其中电容传感器包括8电极圆形传感器,用于流化床颗粒包衣过程浓度分布测量,12-4组合电极用于环核区域颗粒浓度分布测量,基于电容层析测量手段,对制药行业与流化反应有关的过程进行了系统研究,对典型过程进行了优化分析和控制。     

对称槽道涡波流场流动特征的POD分析

为深入分析层流状态下对称槽道内涡波流场的流动特性及其变化规律,对流场进行了二维粒子图像测速(2DPIV)测量获取瞬态速度矢量数据,利用本征正交分解(POD)技术进行模态分解以及涡波流场的重构,然后根据重构的流场对对称槽道内涡波流场进行了平均速度剖面、流场脉动强度以及特征点的速度和频谱分布等方面的分析。结果表明:POD的前15阶模态能够表征涡波流场的主导结构,第1,3阶模态主要表现为一对旋向相反的涡对特征,第2阶模态具有涡旋和波状主流的特征;提取了5个涡旋涡核的位置作为流场流动特性的特征点;根据POD重构流场分析发现流向平均速度呈抛物线形状分布,法向平均速度呈对称分布特征;流向脉动强度受壁面的影响较大,法向脉动强度呈现抛物线形状分布;距离中心主流较近的1#,4#,5#特征点的速度脉动程度受主流的脉动强度影响较大,速度的脉动主频0.15 Hz与次频、流场的自然频率0.35 Hz共同影响特征点的速度分布;2#,3#特征点的流向速度呈衰减趋势,法向速度在初期幅度变化较大。     

环状出口气泡雾化喷嘴研究

本文对环状出口气泡雾化喷嘴出口下游液膜的破碎过程进行了研究,发现气体的介入是促使液膜破碎的主要原因。利用DUALPDA对其下游流场的速度分布、颗粒直径分布以及通量分布进行了实验测量。发现喷嘴出口附近主流区域存在大量具有负向速度的颗粒,并且此处的颗粒平均直径显著减小,为气泡雾化机理提供了佐证;在喷嘴出口下游轴心处液雾呈现逆向流动趋势,证明此处存在负压回流;沿轴向的速度分布曲线与颗粒直径分布曲线的变化趋势说明气泡"爆炸"发生在出口下游5-15 mm距离内。     

流化床干燥过程压力和电容层析成像测量分析

流化床干燥过程中床料物质属性和流动状态发生改变较大,单一的压力测量难以提供过程的全面信息。本研究将压力和电容层析成像(ECT)结合,用于干燥过程在线监测,探究不同工况下流化床的波动特性及不同参数对干燥过程的影响。结果表明,压差频谱分布可以反映颗粒密相和气泡相的波动特征;电容层析成像可以用于测量床料湿度和浓度分布。压差和电容层析成像的结合为流化床干燥过程关键参数提取、流动状态在线测量提供了一种新的方法。     

静电电荷的测量

静电测量是生产、科研中的一个重要课题,静电学是电磁学中的一个重要部分。而在电磁学实验中一般没有静电测量的实验,因此我们试制了静电电荷测量仪,进行了摩擦带电的测量和空气中电荷密度的测定,效果良好。一、静电电荷测量仪静电电荷测量仪由(?)准电容和静电电压表组成,如图1所示。由于使用了静电电子管     

突扩湍流气粒流动两相脉动速度关联和颗粒速度概率密度分布的实验研究

本文用PDPA对突扩气粒两相流动中的两相脉动速度关联进行了测量,得到了30和50微米颗粒的两相脉动速度关联,其空间分布和气体及颗粒的雷诺应力分布一致．同时发现,气粒两相速度概率密度分布并不都是高斯分布。     

基于神经网络的电站锅炉入炉煤粉含碳量在线测量研究

电站锅炉燃烧的煤种来源不稳定,经常与设计煤种偏差较大,造成锅炉出力不足、燃烧效率下降以及结焦等问题出现,影响锅炉燃烧的经济性和安全性。针对锅炉燃烧煤种的不稳定性,提出了一种基于静电法在线测量入炉煤粉含碳量的方法,研究静电信号与煤粉含碳量之间的关系。对煤粉颗粒静电测量过程中的几个影响因素进行了试验分析,并采集了足够具有代表性的数据,在此基础上建立了锅炉一次风管中入炉煤粉含碳量的BP神经网络模型。结果表明,所建立的模型预测效果较好,能较好预测进入锅炉燃烧的煤种。     

循环床锅炉膜式壁附近颗粒浓度的动态特性

本文采用反射式光纤探头，测量了循环床膜式壁管子和鳍片附近的颗粒浓度动态分布，并且引人时序分析方法处理采样数据。研究表明，膜式壁附近的颗粒分布是不均匀的；在膜式壁附近存在颗粒流动的再分布过程；颗粒浓度波动的能量分布主要集中在低频区域；根据ＡＲ模型阶数，本文定量地将膜式壁附近的颗粒流动划分为；剪切区、沉积区、再分布区和槽区。