發(fā)布時(shí)間：2017-10-15 09:20

  本文關(guān)鍵詞：稀疏氣固兩相流固相濃度測量研究

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【摘要】：燃煤電站各燃燒器內(nèi)風(fēng)量和煤粉濃度的均勻性,直接關(guān)系到鍋爐燃燒的安全性與經(jīng)濟(jì)性,故實(shí)現(xiàn)輸粉管道內(nèi)煤粉濃度的在線測量具有重大的工程意義與經(jīng)濟(jì)效益。一次風(fēng)輸粉管道中,正常運(yùn)行情況下風(fēng)煤比約為1.8～2.0,煤粉濃度約為0.4kg/kg-0.8kg/kg,體積百分比約為0.5%0～1%o,一次風(fēng)風(fēng)速約為20m/s-30m/s,其風(fēng)粉輸送過程為典型的稀疏懸浮氣固兩相流。針對稀疏氣固兩相流固相濃度測量問題,本文基于消光法,采用理論分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與模擬分析等三種方法進(jìn)行系統(tǒng)研究,主要研究內(nèi)容如下：(1)基于消光法的基本原理,總結(jié)分析了消光法的測量特點(diǎn)、準(zhǔn)確性以及測量裝置等,并推導(dǎo)衍算得出電壓值與粉體濃度理論上近似的線性關(guān)系式。(2)基于氣固兩相流原理,搭建大型閉式氣固兩相流循環(huán)實(shí)驗(yàn)臺,選用電廠漂珠作為測試顆粒,采用可見光光源與較大的光束截面,對測量窗口進(jìn)行防沾污結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；通過多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)論證,得到電壓值與粉體濃度的關(guān)系曲線,結(jié)果表明：需在合適粉體濃度范圍內(nèi),電壓值與粉體濃度兩者才具有良好的線性關(guān)系；粉體濃度不宜高也不宜低,濃度太高時(shí),電壓值呈現(xiàn)多值性,濃度太低時(shí),電壓值的變化則會淹沒在光強(qiáng)信號本身的波動中,不易有效測量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：在粉體濃度約為0.5kg/kg-0.7kg/kg,透射光強(qiáng)電壓值與入射光強(qiáng)電壓值之比約為0.577-0.905的范圍內(nèi),電壓值與粉體濃度兩者具有良好的線性關(guān)系,擬合系數(shù)誤差值約為15%～20%,重復(fù)測量誤差值小于5%;在粉體濃度大于1.Okg/kg,透射電壓值與入射電壓值之比約為小于0.577范圍內(nèi),透射光強(qiáng)電壓值呈現(xiàn)多值起伏變化,已不具有測量意義。(3)結(jié)合實(shí)驗(yàn)工況,利用Fluent軟件對不同工況下的粉體氣流流動進(jìn)行模擬研究,分析兩相流體沿管壁的阻力壓降、粉體顆粒沿光程方向的濃度分布等情況,得到氣固兩相流動阻力與粉體濃度的關(guān)系式。本文采用的消光法具有較好的可行性,為稀疏氣固兩相流測量提供了實(shí)驗(yàn)參考,有效測量范圍與一次風(fēng)輸粉管道中煤粉濃度相吻合,可嘗試用于燃煤電站輸煤管道煤粉濃度的相對量測量。
【關(guān)鍵詞】：稀疏氣固兩相流 固相濃度 煤粉濃度 消光法
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM621.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究意義9
• 1.2 氣固兩相流參數(shù)檢測9-10
• 1.3 煤粉濃度測量方法10-14
• 1.3.1 煤粉濃度測量方法分析10-12
• 1.3.2 煤粉濃度測量方法應(yīng)用12-14
• 1.4 主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 固相顆粒濃度光學(xué)法測量原理15-21
• 2.1 光學(xué)測量方法15-16
• 2.2 光散射測量方法16
• 2.3 光透射測量方法16-18
• 2.4 消光法測量18-20
• 2.4.1 消光法測量原理18-19
• 2.4.2 消光法測量分析19-20
• 2.4.3 消光法測量裝置20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 第3章 固相顆粒濃度測量實(shí)驗(yàn)研究21-44
• 3.1 顆粒濃度測量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)21-25
• 3.2 實(shí)驗(yàn)過程及工況25-26
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析26-43
• 3.3.1 光強(qiáng)信號標(biāo)定26-29
• 3.3.2 顆粒流量標(biāo)定29-31
• 3.3.3 空氣流量標(biāo)定31-32
• 3.3.4 電壓值測量32-35
• 3.3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析35-42
• 3.3.6 實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)用42-43
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第4章 固相顆粒流動數(shù)值模擬44-55
• 4.1 氣固兩相流模擬方法44-45
• 4.1.1 模型介紹44-45
• 4.1.2 DPM模型45
• 4.2 固相顆粒流動模擬45-54
• 4.2.1 模擬假設(shè)與工況46
• 4.2.2 模型建立與求解46-48
• 4.2.3 模擬結(jié)果與分析48-54
• 4.3 固相顆粒流動模擬結(jié)論54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 結(jié)論和展望55-57
• 5.1 本文結(jié)論55
• 5.2 研究展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研工作與成果61-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 尹靜 ,楊興森 ,王家新 ,李占寶;一次風(fēng)煤粉濃度的測量方法[J];山東電力技術(shù);2002年06期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 段泉圣;氣力輸送管道中煤粉濃度及相分布測量方法研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2010年

2 王海剛;旋風(fēng)分離器中氣—固兩相流數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2003年

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本文編號：1036323