气固流化床反应器的多尺度分析方法研究

基于多尺度分析方法,将声波技术和压力脉动技术同时应用于气固流化床的测量,获得了流化床内部更为全面的流体力学行为.在相同条件下,对流化床同一处产生的信号用两种方法同时测量,并结合R/S分析和小波分析方法,对这两种信号进行了分析.实验结果发现,根据各小波尺度下波动信号的Hurst指数变化规律(均小于0.5、均大于0.5或两者都有),可将信号划分为微尺度、介尺度和宏尺度.其中,声波信号第1～5小波尺度为微尺度,第6～7小波尺度为介尺度,第8～10小波尺度为宏尺度;压力脉动信号第1～2小波尺度为微尺度,第3～9小波尺度为介尺度,第10小波尺度为宏尺度.对两种信号在3个尺度上的能量进行比较,发现声波信号的能量主要集中在微尺度,反映的是颗粒相特征,而压力脉动信号的能量主要集中在介尺度,反映的是气泡相特征.     

声波的多尺度分解与气固流化床故障检测

引言 在流化床乙烯气相聚合过程中,由于传热速率较低(与淤浆工艺相比),聚合物小颗粒容易聚集在一起形成结块,若不及时采取措施,将影响流化状态.而不良的流化状况经常导致装置不能满负荷、长周期地运转,严重时会"熔床",继而停产.为了保证流化床长期稳定的运行,聚合物颗粒结块的监测就变得十分重要.目前工业生产中主要根据流化松密度、反应温度、床高等参数的突变和γ射线法来检测结块.前者多依赖人为经验的判断,漏报、误报的情况时有发生.而γ射线法则对人体存在致命的伤害.因此,发展一种简单快捷、灵敏准确、安全环保的结块测量技术成为当务之急.     

声波法测量颗粒速度的研究

研究了颗粒运动速度测量的新方法,利用颗粒运动碰撞壁面产生声波的机理以及功率谱分析,建立了声波法测定颗粒速度的AE-v方程,揭示了声波信号的特征峰能量与颗粒速度之间的定量关系.在内径为35mm的循环管内,调节不同气速(16～22 m3/h),首次使用声波法对平均粒径分别为0.51,0.64,0.88,1.02,1.24 mm的5种线性低密度聚乙烯颗粒作用于循环管壁面的声波信号进行了测量.通过循环管颗粒作用声波信号的功率谱分析,发现颗粒速度与特征频率段的积分值成线性关系,并得到AE-v模型,实现了颗粒速度的在线测量,模型计算值与实际取样值的平均相对偏差为2.22%.     

基于声波信号混沌分析的气固流化床故障诊断

为了考察流化床内颗粒团聚结块的过程，提出了一种气固流化床团聚结块的判据。利用声发射检测技术，测得颗粒碰撞流化床壁面的声波信号，结合混沌特性分析，计算由混沌特征参数关联维数和K熵得出的故障系数.通过在外加热气固流化床冷模装置和工业流化床中试装置中，对聚乙烯团聚结块的声波信号的混沌特征参数的演化规律的考察，发现随着床内大颗粒的增多，故障系数明显上升.研究结果表明，根据故障系数的变化，声发射检测技术能有效、准确地预测和诊断气固流化床中的团聚结块.