电容式气固两相流浓度测量系统

本文介绍一种电容式气固两相流浓度测量系统,给出了具体的测量电极和测量电路。并采用所设计的电容式浓度测量系统在自行搭建的气力输粉系统上以面粉为媒质、在水平管道上对稀相气固两相流浓度进行了在线测量,获得了5×10^-5%体积百分比的面粉浓度分辨率。应用该系统对锅炉气力输粉管道中的气固两相流浓度进行实时在线检测与控制,对确保燃烧过程稳定,节能降耗和减少污染排放具有重大意义。     

气固两相流固相浓度电容式传感器优化设计

本文建立了一种螺旋式电容传感器的数学模型,并基于该模型对传感器结构进行了优化设计。优化后的结构可以产生较均匀的灵敏场分布,实测结果表明,优化后的传感器电容值与固相浓度具有良好的线性关系,测量点的线性相对偏差小于0.8%,适用于气固两相流固相浓度的测量。     

利用APS实现大气气溶胶数密度和质量浓度的测量

利用自行研制的空气动力学粒谱仪(APS:aerodynam ic particle sizer)测量北京地区大气气溶胶不同粒径段的粒子数密度与质量浓度。对二者进行相关性分析的基础上,运用多元回归方法,得出利用粒子数密度谱获取颗粒物(PM10)质量浓度谱的经验公式,并对公式进行实验验证。同时分析北京市初春大气气溶胶粒子不同空气动力学直径的质量浓度谱特征,以期对北京市大气污染总量控制方案及对策提供科学依据。     

不同通风方式下热喷涂车间内粉尘运动规律的实验研究

为获取热喷涂工艺过程中微纳米粉尘颗粒的控制措施,根据相似原理,以热喷涂车间为原型,结合气固两相流理论,建立了热喷涂车间相似实验模型,对不同通风除尘条件下热喷涂车间内微纳米粉尘颗粒的运动与扩散规律进行实验研究。研究结果表明：机械通风对降低热喷涂车间微纳米粉尘颗粒浓度具有明显效果;单位时间内通风流量越大,车间呼吸层微纳米粉尘颗粒浓度越低,清除时间越短;通风速率相同的条件下,采用车间底部和侧面组合的通风方式较仅采用侧面强力通风,更利于呼吸层微纳米粉尘颗粒的排除和沉降。     

利用光纤探针测量具有前置弯头的煤粉分配器分配特性

利用光纤探针测量了布置在弯头后的煤粉分配器内的颗粒分布特性和煤粉分配器的分配特性。实验测量了煤粉分配器内和出口不同截面气固两相流颗粒浓度分布,得出各截面浓度分布规律、扩散和衰减规律。由于弯头的影响导致煤粉分配器的分配特性发生变化,特别是弯头与分配器布置在同一平面时,弯头对分配器的影响非常严重。     

Identification of gas/solid two-phase flow regimes using electrostatic sensors and neural-network techniques

In the gas/solid two-phase system, solid particles can accumulate a large number of electrostatic charges because of collision, friction and separation between particles or between particles and the wall. Through the detection and processing of the induced fluctuation charge signal, a measuring system can obtain two-phase flow parameters, such as flow regime, concentration and velocity. A novel methodology via introducing the characteristics of speech emotion recognition into flow regime identification is proposed for improving the recognition rate in gas/solid two-phase flow systems. Three characteristics of electrostatic fluctuation signals detected from an electrostatic sensor are extracted as the input of back propagation (BP) neural networks for flow regime identification. They are short-term average energy, Mel-frequency cepstral coefficients (MFCC) and cepstrum. The results show that the method based on each characteristic of the electrostatic fluctuation signal and BP neural networks can identify the three flow regimes of gas/solid two-phase flow in a horizontal pipe, and the identification rate of the method based on the three characteristics and BP neural networks is up to 97%, much higher than the methods based on a single characteristic.     

叶片式抛送装置气固两相流仿真及优化

为了揭示叶片式抛送装置抛送玉米秸秆切碎段时内部复杂的气固多重耦合流动特性,使用计算流体力学软件fluent中的Eulerian模型对装置内部气固两相流场进行数值模拟。在高速摄像试验验证可行的基础上,对抛送装置的叶片数、叶片倾角及进料口物料体积浓度等参数对气固两相流场以及抛送物料的影响进行了数值分析,结果表明:4叶片较3和5叶片更有利于抛送物料;后倾10°叶片较前倾10°以及径向叶片更有利于抛送物料;进料口物料体积浓度变化仅改变整个区域物料分布浓度,对物料抛送速度影响不大。     

太赫兹天线结构设计

太赫兹天线工作频率高(100 GHz~10 THz),加工、装配精度要求严苛,合理有效的天线结构设计是太赫兹天线工程化亟待解决的技术难题之一。文中研制了一套工作在0.33 THz的太赫兹天线,详细阐述了天线结构、各组成结构材料和互联以及天线装配,并根据使用环境,对天线结构进行了仿真和电性能测试。结果表明,整套天线满足刚强度等各项指标要求,也验证了该天线结构设计的合理性和有效性。     

一种参比电容传感器接口电路设计及性能评估

基于电容传感器的气固两相流测量技术被认为是最有前途的气固流测量技术,而电容传感器接口电路是电容传感器乃至电容法气固两相流测量技术研发和应用的关键.微小电容测量的难点在于杂散电容的存在以及电磁干扰,而张弛振荡电路可以通过差动结构消除待测电容两端的杂散电容,电路工作稳定性较高,电路还可以将电容值通过振荡的方式转化为只有高低电平的脉冲宽度,便于不受干扰的传输测量结果,同时使用合理的微处理器可实现对脉宽的高精度测量,从而提高测量电路整体的灵敏性与分辨力.为了应用于气固流相浓度测量,使用带参比电容的张弛振荡电路,并进行了性能测试.结果表明,带参比电容的张弛振荡接口电路迟滞误差为0.30％,非线性误差为0.30％,重复性误差为0.32％,可以在气固两相流相浓度测量中应用.     

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。     

锅炉送粉管道煤粉浓度的电容层析成像测量方法研究

锅炉燃烧过程中,准确测量各风管中的煤粉浓度并指导调节对锅炉的安全、经济运行非常重要.采用电容层析成像技术(ECT),对常温下锅炉煤粉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造成的影响,实验系统中装置了一个旋风分离装置,通过旋风分离作用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.通过搭建实验台及相应的在线测量系统,并对不同浓度工况进行测量及对比分析,实验结果证明了该测量方法的可行性及可靠性.     

气固两相管道输送分支流动阻力特性的研究

在水平T型分支管道中用压缩宅气对平均粒径为0．5mm砂石进行了气力输送试验,对气固两相分支管道输送的阻力性能进行了研究。试验结果表明,在发送压力基本保持不变的情况下,当输送气速下降时各分支管的单位长度压差在开始时逐渐减小;但当气速下降到一定程度后,单位长度压差下降趋势减缓,其中局部阻力相对较大的分支管路则开始增大。当分支管流量控制阀开度差值由小变大时,两分支管各自的压差曲线逐渐远离,局部阻力较大的分支管路的临界速度增大。     

离心式通风机内稀疏气固两相流整机三维数值模拟

利用颗粒轨道模型对通风机内部稀疏气固两相流动进行了数值模拟,重点分析了最优工况下不同粒径粒子轨迹分布情况.模拟得到了不同直径的固体颗粒在风机中的运动轨迹,积尘分布.这些结果为研究风机磨损,延长使用寿命提供理论基础.     

微机核子秤在线监测固井储灰罐灰量的原理探讨

目前,油田现场上固井储灰罐在装灰和下灰时,都不能准确的进行实时计量,这对固井质量有很大的影响。本文针对这一问题,在阐述了固井储灰罐工作原理的基础上,讨论了使用微机核子秤进行在线动态计量的原理,介绍了核子秤结构组成、计量原理及其优点,并推导了灰量的在线计量公式,利用采集的数据,微机可根据公式准确的计算出罐内灰量。     

气固两相流风机磨损率的数值预测研究

利用数值模拟技术,基于雷诺应力湍流模型和Tabakoff and Grant的磨损模型,实现了叶轮磨损的可视化预测.揭示了不同粒径的颗粒对叶片不同的磨损方式以及叶轮各部分的磨损现象,并以此为理论基础,提出了有针对性的防磨措施,为工程实践提供有益的参考.     

Online rheological measurement of dilute liquid-solid two-phase flow with ultrasound Doppler technique

An online and non-invasive ultrasound Doppler based rheometric method is proposed to measure the flow parameters in a dilute liquid-solid two-phase flow and analyze its rheological behaviours. The flow rate is obtained by integrating the ultrasound Doppler velocity profiles through annuluses formed across the cross-sectional area of the pipe while the pressure drop is calculated by choosing suitable models that captures the working conditions of quasi-homogeneous and heterogeneous dilute liquid-solid flows. Wall shear rate and wall shear stress are obtained from the above measurements with the rheological measurement models established. An experimental platform is built to form polystyrene-water and sand-water liquid-solid two-phase fluids for tests. The proposed method has mean absolute errors of 2.53% and 3.49% in flow rate measurement and 3.67% and 5.87% in pressure measurement for polystyrene-water and sand-water fluids, respectively. The experimental results have shown that the rheological characteristics of both fluids fit well with the power law fluid model.     

用压降法测量管内颗粒浓度和风速方法的研究

根据两相流压降与颗粒浓度具有的确定的依赖关系，提出了压降法治测定管道颗粒浓度和风速的一般形式和特殊形式，通过对压降法不同形式的分析，找到了各自在测量上的特点及相互间的差别，指出在同一管线上选择送粉特性有差异的两段管道应用压降法的一般形式，可不破坏原有管线及其阻力特性，特别适合于采用乏气送粉和直吹式制粉系统的火电厂现场使用，建立了试验及在线测量系统并进行了试验，论证了压降法测量的可行性。     

基于流态化技术的振动流化床气固两相流动分析

在对基于流态化技术的振动流化床气固两相流动的欧拉（Euler）方法的双流体模型研究的基础上,利用专业流体力学分析软件Fluent对褐煤颗粒床层进行数值模拟．研究振动、风速、褐煤颗粒粒度等参数对振动流化床床层中褐煤颗粒均匀流化的影响．实验结果表明：振动及气流的交互作用,可有效抑制褐煤颗粒在床层中的返混现象,使得振动流化床褐煤颗粒干燥均匀;选择双流体模型,将Fluent用于振动流化床气固两相流动数值模拟,是一种行之有效的数值模拟方法．     

Thermal diffusivity measurement of Au nanofluids of very low concentration by using photoflash technique

In this paper, the application of photoflash technique to measuring the thermal diffusivity of gold nanofluids of very low concentration at room temperature was presented. The nanofluid samples were prepared from the pulse laser ablation procedure. The thermal diffusivity was obtained by fitting the theoretical temperature signal to the experimental data, and it was found to increase linearly from 1.47 × 10⁻³ cm² s⁻¹ to 1.68 × 10⁻³ cm² s⁻¹ as the concentration increased from 1.11 mg/L to 3.18 mg/L. The increase in thermal diffusivity in these multidispersed nanofluids was attributed to the higher nanoparticle concentration as well as to the increasing presence of the smaller size nanoparticles.     

生物组织的太赫兹数字全息成像

太赫兹辐射具有低光子能量和较高的透射性,并对水分子等极性物质反应敏感,因此太赫兹数字全息成像法可以快速准确地获取生物组织信息。本文利用太赫兹数字全息成像系统对猪肉和羊肉组织切片进行测量,采用菲涅耳反衍射方法对实验结果进行优化,选取0.9THz分量的振幅图像进行分析。通过计算组织的吸光度获取0.9THz吸光度图像。实验结果显示,肌肉组织的吸光度均在8cm~(-1)以上,脂肪组织的吸光度不超过4cm~(-1)。采用主成分分析方法获得吸光度得分图并进行重建,从重建结果中可以清晰区分生物组织的不同区域。由此表明,太赫兹数字全息成像技术能够直接获取生物组织的二维信息,探测时间短、效率高,在生物检测领域具有广阔的应用前景。