基于融合传感器的气固两相流参数检测系统设计

为了快速实现气固两相流输送过程中的多参数检测,设计了一种基于双圆环静电传感器和螺旋式电容传感器融合传感器的参数测量系统。采用螺旋电极电容传感器测量管内固相相对浓度,以降低电容传感器灵敏场不均匀对浓度测量的影响。将双圆环静电传感器的信号作互相关运算获得固相速度。由固相流速与相对浓度最终计算出固相质量流量,从而实现气固两相流的流速、浓度、流量等参数的综合测量。将系统测量的质量流量与重力传感器检测的质量流量相对比,两者误差小于7%,具有较好的一致性。     

基于双截面ECT的气/固两相流参数检测系统

为了实现多相流的流动过程在线监测和多参数测量,设计并研发了一套应用于气/固两相流检测的双截面8电极电容层析成像系统.采用交流法电容检测原理实现具有16个独立电容检测通道的电容测量电路,实测系统的成像速度为590帧/秒.将双截面电容层析成像系统用于气/固两相流的实时检测,并将两层截面的图像作相关计算,获取成像截面的固相速度分布.由固相速度和浓度最终算出气/固两相流的固相质量流量,从而实现气/固两相流浓度、速度、流量等多参数的综合检测.将双截面ECT传感器算得的质量流量与发料罐重力传感器获取的质量流量作对比发现,两者具有较好的一致性,流量测量误差小于8％.     

气固两相流质量流量测量的新方法

文提出了一种采用电容传感器测量气固两相流质量流量的新方法。通过电容传感器对固相浓度的测量,可以求出气固两相流的固气比,结合气固混合之前所测得的载气流量,便可测出固相的质量流量。实测结果显示,测量误差小于5     

电容式气固两相流的参数测量系统

为了实现气固两相流的多参数的测量和在线监测,设计并研发了一套基于直流充放电原理的气固两相流参数测量系统,其中主要包括与双螺旋式传感器相连接的2个电容检测通道的电容检测电路和实验平台,将双通道采集的电容数据通过相关算法的处理,获取截面固相速度,从而推算出气固两相流的固相质量流量,进而实现了气固两相流的多参数综合检测。将算得的质量流量与发料斗上的重力传感器获取的质量流量作对比,实验结果表明两者具有较好的一致性。     

基于双弯管法的稀相固相质量流量测量北大核心CSCD

双弯管法固相质量流量测量方法是以弯管流量计为基础,可实时测量气固两相流固相质量流量的方法。在前人研究的基础上对双弯管法固相质量流量测量模型进行了优化改进,建立了考虑气固两相流固相体积时的数学模型,并进行了实验研究,给出了基于新模型的固相质量流量计算公式。实验结果表明:新数学模型可以提高固相质量流量的测量精度,降低测量误差,与实际情况更加接近。     

三相流分相浓度测量平台的标定试验

根据多相流流动特性对固相质量流量及流速之间的依赖关系,通过在以气力输送系统为基础的煤粉/生物质/空气三相流分相浓度测量系统实验平台上,对固相质量流量及风速分别进行了标定试验.结合标定结果将固体颗粒质量流量转换成所需的固相体积浓度,最终达到测量系统的测试要求.     

基于双弯管法的稀相固相质量流量测量

双弯管法固相质量流量测量方法是以弯管流量计为基础,可实时测量气固两相流固相质量流量的方法。在前人研究的基础上对双弯管法固相质量流量测量模型进行了优化改进,建立了考虑气固两相流固相体积时的数学模型,并进行了实验研究,给出了基于新模型的固相质量流量计算公式。实验结果表明:新数学模型可以提高固相质量流量的测量精度,降低测量误差,与实际情况更加接近。     

液固两相流压降规律及超声法压降测量

液固两相流广泛存在于能源动力、石油化工等工业过程,两相流压降作为重要的流动参数,有助于流动建模及流态分析。建立液固两相压降测量模型,提出了一种结合超声多普勒及超声透射衰减的液固两相超声压降测量方法。搭建液固两相流动实验平台,对两相压降规律进行研究。两相混合流速和固相体积分数升高时,液固两相压降均逐渐增加。在固相体积分数为0.28%～1.37%,两相混合流速为0.9～1.65 m/s时,根据液固两相压降测量模型及Churchill模型的超声法得到的两相压降与差压传感器测量的压降平均相对误差为4.93%和5.10%,验证了测量模型的准确性。针对非均匀分布的两相流态进行压降测量,进一步拓展了压降测量模型的应用范围。本研究工作为非侵入超声法测量液固两相压降提供了方法基础。     

工业气固两相流质量流量检测的研究

本文介绍了气固两相流量检测技术在工业生产中应用的意义及现状；基于相浓度＋速度原理的相关质量流量测量系统的原理；以及基于上述原理的电容式气固两相流流量计的工作原理及特点。     

基于V型内锥与电导环的油水两相流参数测量

油水两相流在石油工业过程中十分常见,对其流动过程参数(如流量与含率)的准确测量一直受其流态的复杂性限制而成为科学研究与工业应用中亟待解决的重要课题。差压法是常用的流量测量手段,作为差压式流量计的一种,V型内锥式流量计结合两相流动模型可实现两相流流量的测量。电学法通过测量两相混合物电学性质(如电导率与介电常数)的变化实现分相含率的测量。本文采用等效直径比0.65的V型内锥式流量计结合环形电导式传感器阵列实现50mm内径水平管道中油水两相流总流量、含率与分相流速的测量,针对油水两相流特性修正Chisholm分相流差压测量关系式实现油水两相流质量流量的测量,并利用环形电导式传感器阵列实现含水率与质量含油率的测量。实验结果表明,油水两相流含水率测量的平均相对误差为8.1%,质量含油率的平均相对误差为13.7%,基于修正关系式与含水率、质量含油率测量结果的油水质量流量测量平均相对误差为4.4%,油相与水相表观流速的平均相对误差分别为3.2%与15.7%。本工作为进一步提高油水两相流过程参数的测量精度打下基础。     

用文丘里测量风粉混合物的浓度和流量

一次风煤粉浓度的可靠测量是电站锅炉燃烧优化和安全经济运行的前提条件.研究表明气固两相混合物流过文丘里时的差压与气体单独以相同流量流过文丘里时的差压存在一定的关系,这为气固两相文丘里流量计的研究提供了基础.气固两相文丘里流量计的应用与不断完善对提高锅炉参数的测量与控制水平具有重要的意义.     

双层电容层析成像传感器及应用

电容层析成像在气力输送过程中具有十分重要的应用地位，可进行固相浓度分布测量，流型判断。利用双层电容层析成像传感器不仅可以进行浓度测量还可以进行相关测速。基于这种思想，设计了一种双层电容传感器，与电容测量系统结合，用于气力输送过程固相浓度和速度的测量。     

基于复合检测的气固两相质量测量系统的设计

介绍一种气固两相流固质量流量测量新技术,它利用传热学的原理,通过两点气体的流速测量,湿度测量和信息融合处理,可以实现固相质量流量的测量。     

固相浓度对深海采矿矿浆泵空化性能影响规律

为分析固相浓度对深海采矿矿浆泵空化特性的影响,通过空化核子理论、质能方程建立气相和液相、固相和液相之间的联系,探求气固两相之间的理论关系,进行固相参数对深海采矿矿浆泵空化性能影响分析,并采用mixture多相流模型,RNG k-ε湍流模型,Schnerr and Sauer空化模型,在fluent软件中对矿浆泵进行稳态空化仿真。比较不同颗粒浓度对矿浆泵流场压力分布、气相分布及工作性能的影响,为矿浆泵空化特性提供依据。研究结果表明:空化发生时的临界气泡半径与固相浓度及其流量可通过液体压强建立联系,固相颗粒浓度越大、固相流量越大,空化将提前发生,抗空化性能将下降;随着固相浓度的增加,在矿浆泵首级叶轮叶片背面入口处压力降幅增大,气相体积分数增大,泵扬程减小,汽蚀余量减小。     

基于双列阵电容传感器的气固两相流多参数测量系统

气固两相流体系是复杂的非线性动态系统,其流动过程的复杂性和随机性增加了气固两相流参数检测的难度。设计了一种基于双列阵电容传感器的硬件测量系统,该测量系统具有成本低、响应快、非侵入性和安全性好等优点,广泛应用在工业生产中。其采用Cortex-M4内核的STM32F407IGT6作为主控芯片进行微弱电容信号的采集,将采集的电容数据存储到SD卡且传送至上位机。将上位机接收的数据和SD卡中的数据进行离线分析和处理,得到固相浓度、速度和质量流量。实际使用结果表明,该测量系统测量精度较高、稳定性好,解决了传统测量仪表测量气固两相流时的弊端。     

炭黑在水平管道中气力输送的数值模拟与分析

建立了炭黑气力输送水平管道气固两相流的数学模型,采用计算流体动力学方法,对炭黑在不同工况条件下的水平管道中的气力输送进行了模拟。通过模拟与分析,得到了固相的速度和浓度分布、输送气速对固相速度和固相浓度的影响、输送量对固相速度和固相浓度的影响、各种输送量下的压降和最佳经济速度。     

液固两相介质多频超声粒径分布测量

液固两相流动广泛存在于工业过程中,其粒径分布信息在线测量对生产优化与控制十分重要。超声法作为无扰动式多相流动参数测量方法,其衰减特性与固相颗粒粒径、体积分数等密切相关,可用于实现粒径分布在线测量。本文搭建液固两相介质超声衰减实验装置,装置采用石英砂作为固相颗粒,自来水为液相,利用线性调频超声信号激励研究液固两相介质的超声衰减特性。实验结果表明,随着激励频率和固相体积分数的升高,超声衰减系数逐渐增加,采用Twomey及遗传算法等对液固两相介质粒径分布进行反演,测试结果与马尔文激光粒度分析仪的粒径分布结果相比,相关系数为0.918。     

阵列式静电-电容传感器灵敏度特性研究

结合静电和电容传感技术各自的特点,提出了阵列式静电-电容传感器用于气固两相流中固相颗粒的局部速度、局部浓度以及局部流量测量。利用静电极片阵列与电容极片阵列获取管道内颗粒的速度分布与浓度分布,进而计算出颗粒的局部流量。该阵列式传感器参数测量的准确性直接取决于它的空间灵敏度分布特性。对静电极片阵列和电容极片阵列的灵敏度特性进行了研究。首先,建立了静电极片阵列的三维静电场模型,通过有限元法分析静电极片阵列的结构参数(电极长度、电极覆盖角等)对传感器灵敏度特性的影响;然后根据电磁场理论建立电容极片阵列的数学模型,并对其进行数值计算,研究管道厚度、管道介电常数、电极覆盖角等参数对传感器灵敏度特性的影响;最后搭建了传动带装置进行了实验研究,实验结果证实了模拟结果的准确性,为阵列式静电-电容传感器的优化设计提供理论依据。     

双叶片螺旋离心泵固液两相流特性研究

为研究双叶片螺旋离心泵叶轮内固液流动特性,采用Eulerian多相流模型,扩展的标准k-ε湍流方程以及SIMPLE算法,应用流体动力学软件对双叶片螺旋离心泵叶轮内固液两相湍流进行了数值模拟。分析了多粒径及初始固相体积浓度条件下的固相体积浓度分布规律。通过分析可得到固体颗粒存在由叶片压力面向吸力面迁移的趋势,同时有从轮毂侧向轮缘侧运动的趋势;通过外特性分析得到了相同粒径下水泵扬程随固相浓度的升高而减小,相同固相浓度下水泵扬程随粒径的增大而减小的变化趋势。     

气固两相流速度-浓度检测技术的研究分析

对气固两相流速度和浓度的间接检测方法、基本原理、应用范围及研究成果进行了论述.分析和总结了速度、浓度检测技术的发展现状和存在的问题.着重分析了浓度测量中静电法测量相浓度技术在工业应用中存在的问题及研究现状.给出了静电式相浓度传感器的设计准则,阐明了该传感器用于相浓度测量的优越性及其广阔的工业应用前景.