层流泡状流双流体模型的积分解法

为弥补用于泡状流双流体模型的直接离散差分解法无法比较直观地揭示流场成因的缺陷,针对最基本的泡状流(垂直圆管内充分发展段层流泡状流)提出了一种双流体模型解法——积分解法。首先通过对双流体模型进行符号积分,得到表示该模型的近似解析解,然后再用数值方法迭代求得数值解。该积分解法得到的近似解析解比较直观地表明:液相轴向速度主要与阻力、浮力和空泡率有关,而空泡率则主要受升力和壁面力的影响。数值解与实验数据基本吻合,预测精度一般不低于75%。     

球形气泡在匀速粘性液体中引起的伪湍动

为改进在势流假设下获得的伪湍动表达式,该文在考虑液体粘性的基础上,简化匀速粘性液体绕球体的速度场,运用单元系综平均方法对流场进行处理,得到球形气泡在匀速粘性液体中引起的伪湍动关系式。该关系式表明伪湍动与空泡率成正比,并随颗粒R eyno lds数的增大而趋近势流结果。数据对比结果表明:在低空泡率、中等颗粒R eyno lds数的条件下,该表达式能比势流模型更准确地描述球型气泡在匀速粘性液体中引起的伪湍动。     

气液两相流中液相局部速度测量实验

针对气液两相流中液相局部速度测量的问题,设计了一种电导探针和与其相配合的电导检测仪表,并将示踪物质的注入装置和探针合为一体,在气水泡状流流型中进行冷态实验,利用互相关技术对实验数据进行处理,获得液相速度,并进行了实验结果和误差分析。结果表明,通过一定的数据处理技术,此测量系统可以得到满意的测量结果。此外,由于电导探针能够适应多工况的变化,而且可以进行多点测量,因此可用于各种实验并具有广泛的应用前景。     

稀疏泡状流中三维变形气泡的双投影测量技术

为研究气泡变形对泡状流中气泡受力与运动的影响,设计了一种可获得稀疏泡状流中变形气泡三维参数的双投影测量技术:经图像处理得到变形气泡的两幅投影椭圆后,针对变形气泡特点改进了调整椭圆参数以满足极线约束的预处理方法,并基于对偶空间理论建立了变形气泡的双投影三维重构算法,改进了已有算法中对三维模型与其二维投影间映射关系的处理。在稀疏泡状流中的实验结果表明此技术可较准确地测得变形气泡三维参数,实验误差小于12%。     

循环流化床锅炉变工况下的传热系数计算

为了提高循环流化床锅炉变工况下传热计算的精度,克服现有的关于炉内平均传热系数模型的不确定性,针对75 t/h循环流化床锅炉,依据在大量变工况试验的基础上所获得的不同负荷下沿炉膛高度的固体物料浓度分布,建立了变工况下分三区计算的传热模型。该传热模型正确反映了炉膛上部过渡区和稀相区平均固体物料浓度随循环流化床锅炉运行主导因素的变化规律。计算结果表明:依据三区传热模型计算的各区温度与试验运行值在各个工况下都吻合较好,该结果为循环流化床锅炉的动态特性研究和仿真研究提供了技术支持。     

具有扰动观测器的改进SMITH预估控制

为提高SMITH预估控制的鲁棒性,以适应控制对象模型不确定性,提出一种具有扰动观测器的改进控制方法,同时给出基于ITAE准则(即时间乘绝对误差积分准则)的PI(比例积分)控制器参数整定公式。把外扰和模型不确定性都看作外部扰动,通过扰动观测器进行估计,从而达到把纯滞后环节置于闭环之外的目的。仿真结果表明:在被控对象具有模型不确定性的情况下,该控制方法与SMITH预估控制相比,在设定值跟踪和扰动抑制方面均具有较好的控制性能,提高了系统的鲁棒性。     

中低Reynolds数泡状流变形气泡升力的实验研究

为研究气泡变形对泡状流中气泡升力的影响,基于Mei给出的球形颗粒升力公式,根据竖直圆管Poiseuille流场中气泡(颗粒)所受升力与壁面力平衡的原理,通过实验研究了竖直圆管Poiseuille流场中在14.2＜Re＜68.0、0.76＜Eo＜5.45、0.01＜Ca＜0.19条件下气泡和轻颗粒的运动,并进行了对比分析.得到相同条件下等当量直径的气泡和颗粒所受升力之比,进而获得了气泡的升力经验关系式.该关系式能够准确描述高粘度液体中变形气泡的升力,但描述负升力和低粘度液体中气泡升力的准确性还有待进一步验证.     

微焦点X-CT对颗粒床蒸发的动态成像

为探索微焦点X射线计算机层析成像技术在微小尺度多孔介质传热传质测量研究中的应用,利用FXS-160微焦点X射线扫描仪对粒径范围为0.8~1.6mm的非固结颗粒床的蒸发进行了动态成像研究。图像的空间分辨尺度达到几十个微米,能直观地描述颗粒床内部孔隙结构和流体分布特征。对重建的CT图像进行了定性和定量的分析,获得了颗粒床内部的截面液相分布随颗粒床轴向深度和时间的变化过程。     

中国实验快堆蒸汽发生器水/汽泄漏探测系统

根据中国实验快堆（ＣＥＦＲ）的要求,设计了预报其蒸汽发生器水／水蒸汽泄漏的探测系统——扩散式氢计。在扩散式氢计动态方程的基础上,推导出扩散式氢计的灵敏度和响应特性与其各部件参数和热力参数之间的关系,并分析了其各部件参数对其性能的影响;为了消除钠温度对扩散式氢计性能的影响,采用温度调节方法使蒸汽发生器中到达每个氢计镍管的钠温度都保持５００℃。给出了将应用于中国实验快堆（ＣＥＦＲ）预报其蒸汽发生器水／汽泄漏的扩散式氢计灵敏度和响应特性。     

几类非线性PI在热工控制系统中的比较研究

研究了热力过程非线性PI控制器的参数优化和性能分析问题。利用Simulink工具箱中的非线性设计模块（NCD模块）对4种PI控制器的参数进行优化，以过渡过程品质为指标，比较不同系统的性能。