旋风分离器料腿中颗粒流量电容相关测试分析与实验研究

应用电容层析成像技术和相关分析理论，对常温下旋风分离器料腿中固体颗粒浓度、速度和流量进行了测试研究。浓度分布采用单层电容传感器，速度分布采用双层电容传感器得出相关流动信号，利用相关理论分析得出速度和流量。这种测试方法的优点在于不破坏原有实验系统的运行特性，属于非侵入式、在线的快速测试技术，能同时得出固体的断面浓度分布和流量。实验结果与称重计量测试结果吻合良好，说明电容相关技术测量流量的可行性和可靠性。     

电容层析成像技术在锅炉煤粉浓度检测中的应用

本文采用电容层析成像技术,对常温下稀相气力输送的固体浓度进行了测试研究。为克服电容传感器敏感场的不均匀性对成像效果造成的影响,在实验系统中安置了一个旋风分离装置,通过该装置将固体颗粒主要集中在壁面区域,传感器电极布置在分离器直管上。这种测试方法的优点在于不破坏原有系统的运行特性,属于非侵入式、在线的快速测试技术。     

适用于电站锅炉的气固两相流电容相关流量测量系统

针对于电站锅炉的气固混合物流特性,提出了一种针对气固两相流质量流量进行在线连续测量的方法。通过电容传感器对被测固相浓度的测量,获取电容传感器与被测固相质量浓度的关系;提出气/固两相流互相关算法,对双电容传感器构成的电容相关流速测量系统进行研制,完成气固两相流电容相关流量的测量。实测结果表明,该气固两相流电容相关流量系统能够应用于电站锅炉煤粉检测的需求。     

电容层析成像技术在旋风分离器固体浓度测量中的应用

旋风分离器中的固相浓度分布的在线测量是十分困 难的问题。传统的测量技术通常不能测量浓度的分布,而 少数能够进行分布测量的技术如PIV则受固体浓度的限制。电容层析成像技术是一种自20世纪90年代以来发展起来的非侵入的新型快速浓度场测量技术。它不干扰流场,不受流动中颗粒浓度、加速度、不透明等因素的制约,是一种独特和十分有前途的测量技术。该文采用电容层析技术测量旋风分离器中固相浓度的分布,研究其与入口风速和固体颗粒携带量的关系。     

平面阵列电容式固体颗粒速度测量方法研究

颗粒流动速度是反应气固两相流动状况的重要参数,提出一种全新的基于平面阵列式电容传感器的固体颗粒速度测量方法。首先利用三维电磁场仿真软件Ansoft对传感器建模,获取其空间轴向灵敏度的基础上,对其空间滤波特性进行理论分析,并得到了速度测量的数学关系式。在此基础上,设计了一套基于平面阵列式电容传感器测量固体颗粒速度的系统,并在重力输送实验装置上进行了实验验证。实验结果表明,颗粒流动速度1～3 m/s时,颗粒速度与传感器输出信号频谱宽度呈线性关系,测量相对误差低于9%,测试系统重复性误差优于11%。     

应用小波去噪技术的煤粉浓度电容法测量装置

介绍了一种煤粉浓度测量装置。该装置使用电容传感器测量煤粉浓度,采用Mallat的模极大算法去噪,应用数字信号处理器(DSP)实现算法,实现了非接触式测量。通过实验室测试表明该装置基本能够满足精度和实时性的要求。     

褐煤半焦旋风燃烧数值模拟

褐煤经低温热解后残余固体半焦的利用一直制约我国低阶煤分质转化和高效清洁利用的发展。本文采用旋风炉燃烧褐煤半焦的方法,通过Fluent软件模拟了不同过量空气系数下旋风炉模型内温度、速度、组分体积分数的分布情况,同时对焦炭转化率和NO_x排放特性进行了研究。结果表明:本文所采用的数值模拟方法可以准确地描述褐煤半焦在旋风炉内的燃烧情况;过量空气系数在0.5~0.7时,半焦在旋风炉内的转化率均大于98.4%,且NO_x排放质量浓度较低,最高仅为144mg/m3。采用旋风炉燃烧可以实现褐煤半焦的高效清洁利用,对我国低阶煤转化利用的发展具有重要意义。     

压力位差式气体层流流量传感器开发

基于压力位差式气体层流流量技术,进行了新型层流流量传感器的设计和测试工作.传感器由本体和集成盖板两部分组成,壳体采用一体化加工,毛细管组固定于壳体的两个流道中,取压盖板使用内部嵌入式管路联通的方式代替外部取压管,毛细管组、滤网、管路连接件等均采用模块化设计,差压、绝压和温度传感器集成在取压盖板上.分析了传感器工作原理,给出了修正公式,基于活塞式气体流量标准装置进行了空气和氮气两种介质的实验测试,最大流量约为50 L/min.测试结果显示,两种气体的流量测量误差均小于±0.8％,量程比达到250倍.预计这种传感器可以在微小气体流量准确测量领域获得应用.     

调频式电容液滴传感器信号处理方式

文中详细介绍利用调频原理通过电容液滴传感器对液滴体积进行测量的方法。给出电路接口方式、测量误差分析及实验结果曲线，液滴体积随液滴生长过程呈现良好线性关系。     

新型配电网线路PMU装置的研制

小型化、低成本、易带电安装是配电网线路相量测量单元(PMU)的发展方向。文中设计了一种应用于配电网广域测量系统的新型分布式PMU装置。通过高密度感应取电模块从线路中获取能量为装置供电,采用印刷电路板(PCB)式罗氏线圈测量线路电流,利用空间电容分压传感器实现线路电压测量,通过分布式同步采样实现全网的电压、电流采集,为新型配电网线路PMU的研制提供了一种新的解决方案。目前,配电网线路PMU测试样机已实地测试并传回监测数据,装置各模块均能稳定正常工作,测量结果能正确反映线路电压电流。     

节流装置测量气水两相流量的研究

基于修正后的均相流流量模型,在空隙率测量的基础上,采用文丘里管测量气水两相流的总流量和液相流量。测量的均方根误差小于 5%,测量模型对文丘里管和孔板均是适用的。同时介绍了另一种基于均相流模型的测量气水两相流总流量的方法,测量模型的系数经过修正后同样适用于文丘里,测量的均方根误差小于 5%。     

基于图像处理的管束间气液两相含气率的实验研究

将数字图像处理方法应用到管束间气液两相流动含气率的检测并研究其分布特性.采用高速摄影仪,拍摄管束间气液两相流动的流型图像,利用图像处理技术对流型图像进行灰度增强、二值化、边缘检测等处理,然后计算出两相流动不同时刻的含气率.实验结果表明,该方法能够满足测量要求,可以用于管束间两相流动参数的检测.将2种管束的含气率值与模型预测结果比较,发现Feenstra模型和Dowlati 模型能较好地预测含气率.比较管束不同方向的含气率分布特性,发现壁面位置含气率低,管束中心含气率高.     

新型固体颗粒料质量流量检测方法的设计与理论分析

本文提出了一种新型的固体颗粒料质量流量的检测方法，该种方法利用两个相邻布置能够测量物料重量的性能一致的传感器检测出固体颗粒料的运动速度，进而利用所测得的速度值和重量值根据推导的计算公式计算出物料的质量流量。文中对测量原理进行了详细的说明，并给出了两种计算精度不同的质量流量计算公式及相应的理论推导过程，分析后发现两种计算公式在计算质量流量时有精度差异，但在计算物料累计质量时几乎等同。文章最后对该方法的应用特点进行了分析。     

基于滑速比模型的气液两相流截面含气率计算方法评价

准确计算气液两相流截面含气率是正确预测两相流压降、合理制订生产方案的关键。滑速比模型在截面含气率的计算中应用最为广泛。为此,对基于滑速比模型的常用计算方法进行系统评价,收集了公开发表的295组截面含气率数据,建立了真实可靠的实验数据集,提出了综合评价体系,引入了灰色关联分析法,对不同方法的计算精度、预测性能、灰色关联度和适用范围进行了全面分析。结果表明,对于垂直上升管气液两相流,在截面含气率全范围内,Smith方法最为推荐,其预测准确性最好,灰色关联度排序第一;各计算方法的最佳适用范围为0.7~1.0;在截面含气率为0.7~1.0,L-M方法的计算精度及预测性能最好。该成果为气液两相流截面含气率计算方法的选择提供了理论依据。     

气液两相流并列双方柱绕流涡脱特性数值研究

采用有限容积法,综合考虑了由剪切引起的紊流和由气泡引起的紊流关系式,基于双流体模型,对不同含气率、不同间距比下气液两相流并列双方柱绕流旋涡脱落特性进行了数值模拟。通过计算发现：气液两相流并列方柱绕流,在间距比T/D<2.0时,双方柱尾迹模式是偏流模式,且宽窄尾迹流是通过中间模式(非偏流)相互转化的;在偏流模式中,拥有宽尾迹模式的柱体具有更小的阻力,拥有窄尾迹模式的柱体具有更大的阻力,而中间模式两柱体阻力相当;在间距比T/D32.0时,双方柱尾迹是“同步”模式,在T/D=2.0时,双方柱以同步同相旋涡脱落形式为主,T/D=2.5、3.0、5.0时,双方柱以同步反相旋涡脱落形式为主。来流含气率增大对抑制气液两相流绕并列双方柱流动的涡街生成贡献很大,当含气率增大到0.12时,没有稳定涡街生成。对气液两相流并列双方柱绕流频域过程分析发现：来流严格对称的情况下,并列两方柱运动参量频域过程是非对称的,两柱体长时间所受到的流体作用是不一样的。     

EMS中基于量测置换的对地电容参数估计方法

线路的对地电容参数错误将影响能量管理系统(EMS)中电压无功优化软件的分析决策.介绍了一种近似的电容参数估计算法,详细分析了该方法的适用条件.在此基础上,提出了一种新的基于量测置换的线路电容参数估计方法.该估计方法同时考虑了线路对电网的交换无功和线路本身的损耗无功.估计效果不受电容参数错误的影响,并能够同时容忍一定的线路阻抗参数错误.对该算法进行了测试,结果表明该方法具有良好的应用前景.     

Nanoparticle coating of a microchannel surface is an effective method for increasing the critical heat flux

Results are presented of an investigation into water boiling in a single microchannel 0.2 mm high, 3 mm wide, and 13.7 mm long with a smooth heating surface or with a coating from aluminum oxide nanoparticles. The experimental procedure and the test setup are described. The top wall of the microchannel is made of glass so that video recording in the reflected light of the process can be made. A coating of Al2O3 particles is applied onto the heating surface before the experiments using a method developed by the authors of the paper. The experiments yielded data on heat transfer and void fraction and its fluctuations for the bubble and transient boiling in the microchannel. The dependence was established of the heat flux on the temperature of the microchannel wall with a smooth surface or a surface with Al2O3 nanoparticle coating for various mass flows in the microchannel. The boiling crisis has been found to occur in the microchannel with a nanoparticle coating at a considerably higher heat flux than that in the channel without coating. The experimental data also suggest that the nanoparticle coating improves heat transfer in the transition boiling region. Processing of the data obtained using a high-speed video revealed void fraction fluctuations enabling us to describe two-phase flow regimes with the flow boiling in a microchannel. It has been found that a return flow occurs in the microchannel under certain conditions. A hypothesis for its causes is proposed. The dependence of the void fraction on the steam quality in the microchannel with or without a nanoparticle coating was determined from the video records. The experimental data on void fraction for boiling in the microchannel without coating are approximated by an empirical correlation. The experiments demonstrate that the void fraction during boiling in the microchannel with a nanoparticle coating is higher than during boiling in the channel without coating (where φ and х are the void fraction and the steam quality, respectively) in the region of a sharp increase in the φ(х) curve.