發(fā)布時間：2023-06-18 03:36

　　污垢是導(dǎo)致工業(yè)換熱過程能耗高、低效的根源。由于污垢產(chǎn)生條件、影響因素及作用機理的復(fù)雜性,目前很難用數(shù)學(xué)模型對其進行準確描述,實際應(yīng)用的需要催生了將人工智能應(yīng)用于污垢在線監(jiān)測的需要。盡管已有較多換熱設(shè)備污垢進行檢測的研究,但在污垢形成過程仍存在著檢測精度不高并且也尚無一種高效、方便、完整的檢測流程對污垢結(jié)垢程度進行量化。超聲波技術(shù)應(yīng)用于檢測污垢的研究在膜分離污染已有大量研究,而對于各種換熱設(shè)備中管道污垢的超聲檢測,因其回波復(fù)雜等眾多因素影響,檢測困難更大,研究鮮見報道。本文首先對國內(nèi)外已進行單層管道超聲場傳播特性研究進行分析和總結(jié),歸納出在超聲檢測過程固-固、固-液界面控制模型中所存在的聲-固耦合難點,以東北電力大學(xué)節(jié)能與測控技術(shù)工程實驗室換熱設(shè)備動態(tài)實驗污垢管道為研究背景,基于流固耦合作用,對其超聲時域反射檢測過程中管體變形與污垢水層流動規(guī)律進行有限元建模,分析出影響污垢厚度超聲檢測的主要因素。其次針對實際檢測中的噪聲干擾,影響后續(xù)實驗污垢信號處理,根據(jù)充液污垢管道仿真污垢回波信號的特點,提出基于完備總體平均經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解理論的換熱污垢超聲檢測信號降噪方法,并結(jié)合污垢檢測噪聲自相關(guān)函數(shù)特...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的背景和意義
    1.2 研究的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 超聲場模擬仿真研究進展
        1.2.2 基于UTDR污垢檢測研究進展
        1.2.3 超聲檢測信號處理發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 主要技術(shù)路線
第2章 管道污垢超聲檢測理論研究
    2.1 管道流體振動控制分析
        2.1.1 管道流體聲壓方程推導(dǎo)
        2.1.2 管內(nèi)流體振動方程參數(shù)配置
    2.2 管道污垢振動控制分析
        2.2.1 管道污垢變形控制方程
        2.2.2 污垢管道振動方程參數(shù)配置
    2.3 管道污垢超聲時域反射檢測
        2.3.1 超聲時域反射檢測原理
        2.3.2 污垢超聲檢測系統(tǒng)構(gòu)成
    2.4 本章小結(jié)
第3章 污垢管道的流固耦合數(shù)值模擬
    3.1 污垢管道的有限元分析
        3.1.1 有限元計算步驟
        3.1.2 基于有限元管道單元計算
    3.2 污垢管道流固耦合數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 模型的基本假設(shè)
        3.2.2 定解條件
        3.2.3 COMSOL仿真步驟
    3.3 充液污垢管道仿真
        3.3.1 聲-固模塊在污垢管道的運用
        3.3.2 污垢管道流固耦合建模
    3.4 超聲時域反射結(jié)果分析
        3.4.1 波源激勵對污垢管道流層聲壓場的影響
        3.4.2 波源激勵對污垢管道應(yīng)力場的影響
        3.4.3 充液污垢管道超聲時域信號的可檢測性
        3.4.4 不同管徑下超聲時域信號分析
        3.4.5 不同污垢厚度下超聲時域信號分析
    3.5 本章小節(jié)
第4章 超聲回波噪聲抑制方法研究
    4.1 基于集合經(jīng)驗?zāi)B(tài)理論的回波信號降噪方法
        4.1.1 集合經(jīng)驗?zāi)B(tài)算法基本思路
        4.1.2 仿真實驗與分析
    4.2 基于完備總體經(jīng)驗?zāi)B(tài)的回波降噪方法
        4.2.1 完備總體經(jīng)驗?zāi)B(tài)算法基本思路
        4.2.2 仿真實驗與結(jié)果分析
    4.3 基于CEEMD超聲回波渡越時間獲取
        4.3.1 全局閾值方法超聲回波渡越時間提取
        4.3.2 分層閾值方法超聲回波渡越時間提取
    4.4 本章小結(jié)
第5章 換熱污垢超聲檢測信號處理及結(jié)果分析
    5.1 超聲時域檢測裝置簡介
        5.1.1 超聲波發(fā)射接收儀
        5.1.2 高速數(shù)據(jù)采集儀
    5.2 管道污垢檢測實驗設(shè)計
        5.2.1 換熱管道污垢實驗平臺
        5.2.2 超聲時域污垢檢測實驗臺
    5.3 潔凈管道超聲信號對比分析
        5.3.1 參考信號的采集與驗證
        5.3.2 參考信號回波分析處理
    5.4 污垢管道超聲信號對比分析
        5.4.1 污垢信號的采集與驗證
        5.4.2 污垢信號回波分析處理
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3834699