基于微波的管内气固两相动静特性的实验研究

本文首先根据气固两相流参数测量的特性搭建了气固两相流试验台,其中包括静态微波吸收试验台以及小型垂直气固两相流试验台;并且建立了一套基于虚拟仪器的试验数据采集和处理分析系统.然后,对在静态和动态情况下的微波信号吸收特性进行了试验研究,最后,通过对实验数据的分析,建立了相应的数学模型.     

气固循环床上行两相流颗粒曳力系数研究

在高16m气-固循环流化废提升管内,通过测定表观气速、颗粒质量流率和不同轴向高度的床层平均颗粒浓度,结合对单颗粒进行受力平衡分析,间接获得了不同轴向位置的颗粒曳力系数。同时通过分析雷诺数、阿基米德数、床层颗粒浓度对颗粒曳力系数的影响,结合实验中所获得的数据,提出颗粒曳力系数的关联式。该关联式考虑颗粒的物性参数、操怍条件对曳力系数所造成的影响,其预测值与本文和文献实验值吻合良好,并且在一维轴向均相模型下较好预测了床层内轴向压力分布。     

气／固两相流流速的相关测量

本文就管道内固体物料(气/固两相流)流速的相关测量技术进行了探讨和研究,并设计和制作了一种新型电容传感器、变换器、以及全软件式实时相关器(包括接口电路和相关软件),相关测速误差约±1%。     

新型CO2固气两相流循环制冷系统的可视化实验

本文研究了一种采用自然工质CO₂在固气两相流条件下,进行升华换热实现低温制冷的新型制冷系统。相应的过程在CO₂三相点-56.6℃以下通过相变的方式发生,从而能够在低温下达到良好的制冷效果。初步实验表明,实际可达到的稳定制冷温度可以在-62.0℃以下。研究从实验的角度探讨了相应的相变过程参数变化和固气两相升华流动的基本特性。实验设计了可视化方案,实现对于低温下复杂多变的两相流动性质和状态进行研究。特别是针对可视化实验中发现的管路控制和干冰颗粒沉积、堵塞的问题进行了多工况实验和讨论。研究期待对于相关低温制冷系统的进一步研发和实验优化提供有价值的参考。     

新型气液两相流相含率检测装置特性研究

油气开采及油气运输中流体不分离计量是实现低碳生产的有效途径,气液两相流检测技术是实现这一目标的关键技术基础。利用近红外光谱技术作为研究测量方法,在水平管道上设计沿两相流流动方向进行测量的气液两相流相含率检测装置,将原有探头径向放置测量的方式改为沿流体流动方向进行测量,提高被相应的接收探头接收比例,达到准确测量的目的。利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真软件,优化装置结构。在新型测量装置上完成多个工况点的实验测试,得到相含率与近红外测量电压信号之间的数学模型,且相对误差分布在0.11%以内,为今后气液两相流不分离检测提供一种新方法 。     

不锈钢与碳钢的液固两相流冲刷腐蚀磨损研究

利用液固两相流冲刷腐蚀磨损实验机模拟了不同的冲刷腐蚀磨损工况,并研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢和T8钢在不同实验条件下的冲刷腐蚀行为.研究结果表明:提高冲刷速度和浆料温度都加剧了材料的损伤和破坏,T8钢冲刷腐蚀失重率远大于1Cr18Ni9Ti不锈钢,因此在酸性浆料中,要使材料具有优良的耐冲刷腐蚀性能,材料首先必须具备优良的耐蚀性,同时应兼有优良的耐磨性,两者合理的配合尤为重要.1Cr18Ni9Ti不锈钢和T8钢冲刷腐蚀失重率均在冲蚀角度为45°时出现极大值,表明冲蚀角度在45°时,对材料产生的损伤强度最大,因此在设计管道时应尽量避免45°冲蚀角结构.     

液固两相流超声断面成像装置的研究

以水、泥沙构成的液固两相流为研究对象,制作了压电超声传感器、传感器阵列及超声波收发电路,构成了两相流断面超声投影数据采集系统,实现了计算机高速数据采集。实验验证,设计的压电传感器谐振频率达到200 kHz,发射角度大,接收灵敏度高;采用RC滤波方法,能够有效地滤除接收传感器受到的工频电磁干扰信号;收发传感器交替排列的传感阵列既可以获得最大数量的投影数据,又可以使强弱电电路分离,免受互扰;采集的投影数据能够反映固相流动状况。     

基于双锥流量计的气液两相流量测量方法研究

为研究气液两相分相流量测量方法,参考已有的双锥式流量计的研究,设计等效直径比为0.75,前后锥角均为45°的双锥式流量计,结合CFD仿真与流体实验进行新型气液两相流量测量模型研究。基于单相流量测量理论,结合压差比、L-M常数以及气相弗洛德数等参数,建立气液两相分相流量测量公式,通过CFD仿真试验对流量测量公式中的未知参数进行标定,并结合流体实验对测量模型进行误差分析,结果显示在多种流形流态下如分层流、段塞流、波浪流等,测量误差均能维持在5%～8%之间,误差较小、测量稳定,本文可为差压式流量计和双锥式流量计研究提供一定的参考。     

液体金属和合金的固-气两相流雾化的研究

采用铁粉作为固体雾化介质,研究固-气两相法的雾化工艺。通过对Al-30％Si的研究,结果表明:固-气两相流雾化制粉与普通气体雾化相比,能有效减小雾化粉末的粒度,提高细粉收得率,普通气体雾化制粉得到的粉末平均颗粒尺寸为150μm,固-气两相流雾化粉末的平均颗粒尺寸为50μm;使冷却速度显著提高,达到10~4～10~5K/s,相比普通气体雾化提高了10～100倍,使Al-30％粉末的微观组织明显细化,固-气两相流能量利用率增加。     

基于层析成像的气液两相流相关流量测量方法

对电阻层析成像技术和图像的小波纹理特征进行了研究,提出一种基于层析成像的气液两相流相关流量测量方法,实现了液相流量的准确测量。利用电阻层析成像技术和相关算法对不同泡型下的相含率、渡越时间进行检测,得到气相流量;利用小波分析提取出层析成像的流型纹理特征;从而基于BP神经网络建立不同泡型下的气液两相流的相关流量测量模型。实验结果表明,液体流量的测量精度可以达到3%以内。     

基于近红外差压技术的气液两相流双参数测量

为实现气液两相流相含率及流量的双参数测量,对基于近红外光谱技术的轴向安装气液两相流测量装置进行优化。利用近红外吸收衰减技术实现两相流液相含率测量,同时结合差压技术通过测量实验管段前后差压值得到流量信息。利用该装置进行单相水、单相气的相关测试并得到单相流量测量模型,实验结果表明其相对误差分别在±1.25%和±1.5%以内。选取液相含率高于85%的35个工况点进行气液两相流动测试,结合朗伯比尔定律及双流体模型,分别得到相含率及流量预测模型。预测结果表明:上述模型的相对误差分别在±3.0%和±6.0%以内。通过结合近红外技术与差压技术,同时实现相含率及流量的双参数在线测量,为后续气液两相流不分离测量奠定基础。     

错位桨对污泥固液两相流混合的数值模拟

为了提高搅拌器的搅动范围、减小流动死区,基于混合理论和等螺距的设计原理,提出了一种错位叶片的结构形式.采用Fluent软件对错位桨搅拌器(6SBP)和普通6BP搅拌器在污泥液体中的流场变化进行了三维数值模拟,模拟分析比较了6SBP桨和6BP桨式两种搅拌器的流场形态、速度分布和功耗的特点,并通过实验进行了验证.结果表明,模拟结果和实验结果较吻合,错位桨搅拌流场不对称,能够减小流动死区,增大搅动范围.在N=3r/s的工作状态下,6SBP桨的轴向速度和径向速度分布要大于6BP桨,而功耗约为6BP桨的77%.     

电导探针测量气液两相流持液率的研究

文章主要对气液两相流的持液率进行了试验研究,介绍了环状和双平行电导探针的制作、标定和应用特点。试验结果表明,应用环状探针测量气液两相流持液率比双平行探针的测量效果好。并利用电导探针测量系统研究了不同流型下气液两相流的持液率随时间变化的特点、气液两相流的持液率随气、液量的变化特点以及持液率与压力的关系。     

基于近红外面源传感器的气液两相流相含率测量

针对传统近红外点对点探头传感器测量存在盲区、数据精度低等问题,提出并设计了一种基于近红外面源传感器的气液两相流相含率测量装置,并对其进行研究。该装置有效减小了近红外光的折射与反射,提高了测量的精确度。通过CFD流体仿真软件模拟了管道内流体的流动状态,并对该装置的结构进行了仿真及优化。在单相流实验的基础上进行气液两相流动态实验,得到了4路近红外信号与相含率的关系,建立了相含率测量模型,数据导入修正模型分析得到的相含率测量相对误差在±3.5%以内。     

印刷机高速给纸实验装置的设计

根据给纸装置的工作原理,设计了一种用于高速给纸机构的实验装置,为高速给纸机构的设计提供一个研究的平台.从机械结构和控制系统两方面进行论述,对实验装王涉及的关键技术进行了探讨,给出了设计和控制实施方案,为了实现有关参数的可控制便于实验分析,在实验装王上采用了电子凸轮、无轴传动等先进的技术,相关的变量可以通过计算机进行控制.     

两相流空气分离透平膨胀机的设计

使膨胀工质进入两相区域,以制取更多的冷量并提高膨胀机的经济性,是空分设备透平膨胀机的设计人员和用户所共同追求的目标。文章详细介绍为保证两相流空分设备透平膨胀机在高液体含量下运转的可靠性和效率所做的精确设计,试验结果表明这种设计是成功的。     

基于电容测量和PCA法的两相流相浓度检测方法

介绍利用电容层析成像系统阵列传感器结构和采样特点,引入主成分分析法(PCA)求取两相流相浓度的新方法.对大量测量值样本进行统计分析后,求出用测量值第一主成分求取相浓度的经验公式,仿真及静态实验表明:两者之间有着良好的对应关系,其测量结果不受两相流流型的影响,是一种有较好应用前景的测量方法.     

直流充电机智能测量模块的技术设计和实验评估

为更准确、完整地测量直流充电机运行参数,设计了一种直流充电机运行参数智能测量模块,旨在满足充电服务市场对电量公平贸易结算的更高需求,利于实现直流充电机集中智能管理,改善运行效率。采用数字测量、数字隔离、物联网等专用芯片,创新设计模块架构,优化模块智能测量技术方案。实验结果表明,该模块测量直流电能的准确度优于0.5级;所开发模块可实时测量直流充电机运行效率,具有一定应用价值。     

设计性物理实验的设计方法和原则初探

在物理实验的教学过程中,设计性物理实验具有许多优良的教育功能,特别是能加强学生的创新意识和工程实践能力.文章简要介绍了设计性物理实验的一些特点,并在此基础上提出了一些设计性实验的设计方法.