管束间气液两相过渡流型及其压力波动特性

采用高速摄像技术对矩形通道内气液两相流体垂直向上横掠2种节距比顺列管束的过渡流型及压差信号进行实验研究,在泡状流流动过程中拍摄到了S形泡状流。分析了各种流型转变的机制,基于实验数据绘制了流型界限图。对比分析了2种管束间不同过渡流型的压差波动信号,发现从泡状流到间歇流再到雾状流压差信号呈减小趋势。2种管束的压差信号波动幅值不同,节距比大的压差信号波动幅值大。实验发现气液两相折算速度对压差信号的波动有明显影响。     

顺列管束间气液两相流型及压降特性研究

采用高速摄像仪研究矩形通道内气液两相流体垂直向上横掠节距比P/D为1.3和1.8的顺列水平管束的流型,拍摄到泡状流、间歇流和雾状流3种典型流型。采用气液折算速度绘制了流型图,发现在低折算液速和折算气速下与前人研究较一致。对比分析了2种管束间不同流型的压降,结果表明:2种管束的泡状流压降最大,间歇流次之,雾状流最小。含气率a在0.15~0.67范围内,P/D=1.8管束的压降大于P/D=1.3管束的压降。含气率a小于0.15和大于0.67时,大节距比管束的压降反而小于小节距比管束的压降。对压差波动信号的功率谱特征进行分析的结果表明,利用压差时域信号的功率谱特性可以鉴别流型。     

基于小波分析的垂直上升管气液两相流流型的识别

气液两相流的流型对其流动和传热特性有很大影响，所以如何确定流型一直是两相流研究中的重要课题。但是, 由于两相流介质之间存在着随机多变的相界面，致使两相流的流型不仅是多种多样，而且其变化也带有随机性，这给流型识别带来了很大困难。该文提出了利用压差波动信号的Lipschitz指数来识别流型的方法。采用小波分析中Lipschitz指数可描述不同流型的压差波动特征，因此，根据计算得到的Lipschitz指数的大小，可以识别出泡状流、间歇流和环状流。     

基于递归定量分析的有载分接开关机械状态监测

为进一步提高有载分接开关(on-load tap changer,OLTC)机械状态监测的准确性,文中基于递归定量分析(recurrence quantification analysis,RQA)法对OLTC切换过程中的振动信号进行了分析。首先应用相空间重构和递归图理论获取了OLTC切换过程中振动信号的递归图,然后引入递归率、层流性和确定性等递归定量指标及其统计分布结果对OLTC振动信号的动力学特征进行了描述。对某CM型组合式OLTC正常与典型故障下振动信号的分析结果表明:OLTC从正常到典型机械故障的演变过程中,振动信号伴随有周期性减弱、预测性增强、平稳性提高的变化特性,所定义的振动信号的RQA指标的分布范围可较为准确地判断OLTC的运行状态。研究结果可为基于振动分析法的OLTC机械状态监测技术提供参考。     

水平管内气液两相泡状流的多尺度分形分析

为了探讨气液两相流泡状流的非线性、非均匀性和混沌特性机制,利用高速数据采集系统对水平管内气液两相流的压差波动信号进行测量.结合小波模极大值理论,对采集的压差波动信号用db2小波在1～9尺度下进行分解,再分别对分解的信号进行Hurst分析.通过对压差波动信号不同尺度下的细节信号和概貌信号研究,发现在不同尺度下表现出不同的分形结构,1、2尺度的细节信号只有一个明显的Hurst指数,且小于0.5,反映了微尺度的气泡与气泡之间的相互作用;3～7尺度的细节信号具有2个Hurst指数,分别小于0.5和大于0.5,表现为多分形特征,反映了介尺度的液体和气泡之间的相互作用;8、9尺度的细节信号也只有一个Hurst指数,且大于0.5,主要体现了宏尺度的整个气液两相系统与管壁之间的相互作用.各尺度的能量分布表明,压差波动信号主要体现了微尺度的气泡与气泡之间的相互作用.     

翼型风量测量装置的特性研究

对三种翼型风量测量装置的阻力特性及流量特性进行的实验研究，结果表明：翼型风量测量装置是一种适合于大管道流量测量的非标准测量元件，它能产生较大的压差信号，流动损失小，且具有良好的信息稳定性；结构参数截面比ｍ、扩散角ａ对装置性能有较大影响。在小扩散角时，以平板型输出压差信号最大，而流线的输出压差信号最小，但它的信号稳定性最好；在大扩散角时，以平板型输出压差信号最小，而曲互型的输出压差信号最大。     

基于卷积神经网络的变压器有载分接开关故障识别

为进一步提高变压器有载分接开关(OLTC)故障识别的精度,从OLTC切换过程中振动信号递归图的纹理特征出发,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的变压器OLTC故障识别方法。首先根据OLTC振动信号的相空间分布,基于相点距离映射构建了OLTC振动信号的距离映射递归图(DMRP),然后通过合理选取CNN的网络层数、卷积核尺寸等结构超参数和对卷积核进行降维处理,提出了基于CNN的OLTC故障识别模型。对某CM型OLTC正常与典型故障下振动信号的计算结果表明,DMRP能自适应地对振动信号的相空间相点分布进行描述,所提出的识别模型对OLTC的典型故障均具有良好的识别性能,尤其在轻微故障的识别上相比于现有方法准确率提升了至少10%。     

基于递归特性分析和BP神经网络的电能质量扰动识别与定位(英文)

提出将递归图和定量递归分析技术引入非平稳电能扰动信号处理研究中,通过分析递归图和递归特性,选择递归量化参数定量地表征电能扰动信号的递归特性,利用定量递归分析提取的不同参数,并运用 BP 神经网络进行扰动训练,最终实现区分不同的电能扰动模式.进一步选择信号递归度这一特征参数,初步检测了电能扰动信号的端点.仿真实验结果表明,该方法对电压暂降、暂升、中断、振荡暂态、电压尖峰和暂态谐波等多种暂态扰动信号有较好的识别与定位,识别率在98%以上.     

基于CRP和RQA的变压器绕组压紧状态检测

为了掌握绕组压紧力状况,通过分析变压器表面振动变化情况,提出了基于交叉递归图(Cross Recurrence Plot, CRP)和递归定量分析(Recurrence Quantification Analysis, RQA)的绕组压紧状态检测方法。首先,从振动信号的递归特性出发,对多元和一元振动信号进行相空间重构。然后,分别采用CRP和RQA对相轨迹进行定性和定量分析,据此对绕组压紧状态进行检测。实验数据的分析结果表明,CRP中对角线结构的变化能定性反映出绕组压紧状态的变化,多元与一元振动信号的RQA度量能够分别从整体和局部角度对绕组压紧状态进行定量检测。研究结果为从非线性动力学角度监测绕组松动故障提供了理论依据。     

基于CRP和RQA的高压并联电抗器振动信号分析

并联电抗器油箱表面的振动信号与电抗器绕组和铁心的状态密切相关。因此,可以通过振动信号来监测并联电抗器绕组和铁心状态。本文针对电抗器振动信号的非线性特征,提出了一种基于交叉递归图(CRP)与递归量化分析(RQA)相结合的信号处理方法,对铁心饼上表面振动信号与油箱表面多个测点信号的相关性进行研究。实验结果表明,该方法不仅能定性描述电抗器不同测点信号的相关性,还可利用提取的RQA参量对递归现象定量表述。研究结果从非线性动力学角度为高压并联电抗器振动敏感区域确定及振动测点选取提供了依据。     

鼓泡流化床压力波动特性试验研究

压力波动是流化床设计和操作中的重要参数,其信号包含了床内大量的流体动力学行为特征。测定了在不同布风板开孔率、不同表观流速以及不同位置高度的压力波动信号,对气固鼓泡流化床压力波动时间序列进行了统计分析,由此得出波动信号的均方差对射流穿透高度大致判断的方法,即得出射流穿透高度的估算方法。     

基于经验模式分解和概率神经网络的气液两相流识别

针对气液两相流压差波动信号的非平稳特征和BP神经网络学习收敛速度慢、易陷入局部极小值等问题，提出了一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition，EMD)和概率神经网络的流型识别方法。该方法首先对原始信号进行了经验模态分解，将其分解为多个平稳的固有模态函数trinsic mode function，IMF)之和，再选取若干个包含主要流型信息的IMF分量进行进一步分析。由于流型转变时，压差波动信号各频带的能量会发生变化，因而可以从各IMF分量中提取能量特征参数作为神经网络的输入参数来识别流型。对水平管内空气-水两相流4种典型流型的识别结果表明，EMD能量比小波包能量特征具有更高的流型识别率，可以准确、有效地识别流型。     

均速管流量计在电厂中的应用

介绍了差压式流量测量装置的测量原理,对差压式流量测量装置中的孔板与均速管做了深入比较,论述了插入式流量探头在电厂运用的优势以及保证探头安全精确使用的条件和注意事项。     

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.     

基于近红外技术的气液两相流检测装置

两相流的研究具有非常重要的意义,对其的研究方法和手段也非常多。基于多相流实验平台,采用波长为980 nm激光二极管和硅光电二极管,对水平流向的分层流、泡状流、环状流和垂直流向的弹状流、泡状流、环状流和乳沫状流流型分别进行了实时在线的探测,取得了显著的效果。由于近红外在气液中的吸收系数差别很大,同时受气液界面影响明显,所以能够很好地反映气液界面的波动情况,能够实时在线反应出不同的流型,为气液两相流其他的参数的检测奠定了基础。     

稠密气固两相流静电与压力信号多尺度分析

粉体气力输送过程,由于颗粒之间及颗粒与管道之间碰撞、摩擦、分离,导致颗粒携带大量电荷。粉体颗粒荷电含有丰富的气固两相流动信息。在加压密相气力输送实验装置上,研究了静电信号和压力信号在表征气固两相流流动特性上的异同。利用Hilbert-Huang变换(HHT)对静电信号和压力信号进行了多尺度分解,并分别对分解的细节信号进行了R/S分析和能量计算。结果表明:静电信号主要表征气相与单颗粒及颗粒与颗粒之间相互作用的微尺度特性,而压力信号表征气相与固相整体之间相互作用的宏尺度特性。将静电信号和差压信号2种信息源结合,有助于认识高压气固两相流复杂的流动形态及其转变规律,可深层次揭示密相气固两相系统的动力学行为。