颗粒层状结构对散射特性及激光粒度测量的影响

根据Aden-Kerker理论,对双层颗粒前向散射特性进行了研究。在此基础上,分别用衍射理论、Mie理论和Aden-Kerker理论计算了散射系数矩阵并采用非独立模式算法进行反演。数值计算结果表明,双层颗粒的散射光强由颗粒折射率和内外径决定,在实际的激光前向散射粒度测量中,如果沿用Fraunhofer衍射理论或Mie理论计算系数矩阵,在测量双层颗粒时,反演结果会有一定的误差。相比于Mie理论,衍射理论的反演误差更大。     

光脉动法颗粒浓度测量下限研究

光脉动法是一种新兴的光散射颗粒粒径测量方法,但是该方法对被测颗粒的浓度有一定的要求,浓度过高或过低都会直接导致最后测量结果的偏差。针对这个问题,本文中选取滑石粉作为被测颗粒样品,通过液固两相流实验,在理论分析结合实验数据的基础上设计了一套新算法,井以此对适用于光脉动法测量原则的颗粒浓度下限进行了研究。研究结果显示,该算法能较为准确地确定光脉动法颗粒浓度测量的下限。     

消光测粒反演方法的正则化参数优化

独立模式反演算法求解消光法颗粒粒径测量中病态反演问题,参数优化线准则的参数优化性能,通过数值模拟和实测数据验证,讨论了上述准则在消光法测粒反演中的应用.表明它们均具有一定的数据误差自适应能力.结合Twomey-NNLS算法,对单峰分布颗粒系给出合理的反演结果.     

大型喷雾粒径分布的图像法测量

雾化技术在能源、化工等领域应用广泛,研究雾化机理和优化雾化喷嘴性能的前提是对其雾化液滴尺寸及粒度分布进行准确有效的测量和表征。目前常用的雾化液滴粒度测量技术,如基于光散射或衍射原理的激光粒度仪和相位多普勒分析仪等,能够较准确地测量粒径分布比较窄、最大粒度在2000μm以下的喷雾,但对含特大颗粒且粒径分布很宽的喷雾,往往难以得到可靠结果甚至不可能进行测量。本文提出了用图像法测量这类大流量喷雾,构建了图像法测量系统,编写了图像处理程序,经标定实验后,采用该系统对某喷嘴喷雾液滴粒径分布及规律进行了测量研究。研究结果表明图像法可用于大型喷雾液滴粒度及分布的测量。     

基于联合泊松分布的光脉动法煤粉粒度分布算法研究

锅炉的煤粉粒度(细度)在线监测对于节能减排、燃烧优化等起着重要作用。光脉动法可以在线测量煤粉的平均粒度,但无法得到粒度分布(细度)。为解决这一问题,该文运用数学建模的方法,建立了光脉动透射光信号和符合联合泊松分布的颗粒系间的关系,提出了根据光脉动方差得到粒度分布的算法。进一步,通过正反演算证明了该模型的正确性,得到的粒度和实际情况较为符合。最后比较验证性试验得到的反演结果和用显微镜测量的结果,两者基本一致。     

电容法测量湿蒸汽湿度的可行性研究

由于在同温度、同压力下,水和水蒸气的相对介电常数存在很大差异,当一定压力的湿蒸汽通过电容传感器时,湿度的变化会引起传感器电容的变化,且相对变化只与湿度有关,与电容器的结构无关。以平板电容器为例,计算湿蒸汽通过时由于湿度变化引起的电容相对变化量,并探讨了含盐量的影响。蒸汽压力小于15 MPa范围内的计算结果显示：在同一湿度下,电容传感器电容量相对于湿度的变化率随着饱和蒸汽压力的增大而增大;在同一压力下,电容传感器电容量相对于湿度的变化率随湿度的增大而增大。根据计算结果并结合湿度测量的具体应用,分析了电容传感器用于测量湿蒸汽湿度的可行性。     

基于多方法集成的烟气、烟尘排放监测系统

根据SO2和NOx以及烟尘分别在不同光谱波段具有吸收和散射特性的特点,对同一测量光谱分别用差分吸收光谱法(DOAS)和多波长消光法进行数据处理,并辅之互相关法,可同时监测SO2、NOx和烟尘的浓度、烟尘粒度以及总排放量。基于这些方法,研制了一套直接在线烟气连续监测系统(CEMS)。在一采暖锅炉上成功地进行了不同运行工况下现场较长时间连续监测。     

光谱消光法测量高压湿蒸汽的研究

在前人工作的基础上发展了光谱消光法在线测量技术,并将其应用于高压湿蒸汽两相流湿度和水滴尺寸分布的测量.在数据处理上,提出了改进的 optimized regularization 反演算法,该算法比以往的 Phillip-Twomey-NNLS 算法有更大的抗噪性、准确性和稳定性.还进行了标准颗粒测量实验和高压湿蒸汽在线测量实验.结果表明:通过增大测量区与接收光纤间距和减小接收光纤面积,可大大降低颗粒前向散射光(包括低浓度时的不相关单散射光和高浓度时的复散射光)对消光光谱的影响,从而保证了在高浓度情况下湿蒸汽测量的准确性.湿蒸汽实验结果表明:在高压状态下湿蒸汽中的水滴尺寸比低压汽轮机内湿蒸汽中的水滴小,并且分布也较窄,这也是核电高压汽轮机水蚀较少的原因之一.     

一种纳米颗粒粒度分布的非接触测量方法

研究了基于高频宽带超声衰减谱非接触式方法测量纳米颗粒悬浊液中颗粒相粒度分布问题. 通过理论分析和数值计算,选择ECAH模型作为反演计算的理论模型. 以1%(j)的纳米银水悬浊液作为实验样品,采用标称中心频率为50 MHz的超声换能器和变声程脉冲回波法进行了非接触测量,获得了可利用的高频宽带(10~50 MHz)超声衰减谱,结合理论模型和最优正则化算法反演出纳米颗粒的粒度分布. 实验结果与透射电子显微镜法和高速离心沉降法的测定结果吻合较好,表明该方法可测量悬浊液中纳米颗粒粒度分布.     

泰勒反应器应用技术进展

作为基于泰勒涡流原理制得的一种新型反应器,泰勒反应器得到了日益广泛的应用,呈现出良好的发展前景。本文讨论了内圆筒转速、轴向流速、半径比及纵横比等操作参数对泰勒反应器性能的影响,综述了泰勒反应器在颗粒制备、光催化降解、生物培养等领域的应用现状,针对气体通入影响、流动特性改进、反应器放大等应用问题提出了相应解决办法,并指出寻求合理的反应器放大方法以及对反应器放大后进行稳定性和可靠性研究是该领域今后研究的重点。