我國大型汽輪機的最末幾級和核電站汽輪機的全部級都工作在濕蒸汽區(qū),濕蒸汽會嚴重影響機組的安全、經(jīng)濟運行。精確的測量濕蒸汽濕度,不僅有利于確定整個機組的工作效率,也能為汽輪機的除濕裝置、葉片優(yōu)化和葉片防護的設(shè)計提供有力的依據(jù)。微波諧振腔介質(zhì)微擾技術(shù)測量濕蒸汽濕度,不需要對蒸汽試樣進行多余操作,可連續(xù)測量,而且精確度高,發(fā)展?jié)摿薮�。本文基于微波諧振腔介質(zhì)微擾技術(shù),對介質(zhì)的介電常數(shù)、諧振腔的測量系統(tǒng)和諧振腔的溫度特性進行了分析研究。1)微波諧振腔介質(zhì)微擾技術(shù)是指當諧振腔內(nèi)的電介質(zhì)的介電性質(zhì)稍有變化時,腔內(nèi)的電磁場分布將受到微小擾動,這會引起諧振頻率變化,而微波頻率的測量精度很高,因此諧振腔作為一些非電量測量的傳感器具有很高精度。濕度測量的基礎(chǔ)是濕蒸汽混合物的介電性質(zhì)研究。本文通過單、雙Debye弛豫方程對比得到較精確的飽和水復介電常數(shù)方程,使用雙Debye弛豫方程可以有效的減小誤差;通過模型對比得到精確度較高的濕蒸汽復介電常數(shù)模型,有效介質(zhì)模型比lichtenecker模型更符合濕蒸汽。溫度和頻率一定時,濕蒸汽復介電常數(shù)隨濕度變化不大,適合使用諧振腔微擾技術(shù)測量濕蒸汽濕度。2)通過理論分析得出:由于諧振腔的熱脹冷縮現(xiàn)象,當溫度改變時,諧振腔的諧振頻率的偏移不僅與諧振腔內(nèi)介質(zhì)介電常數(shù)的改變有關(guān),也與諧振腔自身尺寸的改變有關(guān)。通過HFSS電磁仿真軟件模擬和實驗分析,驗證了介質(zhì)改變和尺寸改變所引起的諧振頻率的偏移為同一數(shù)量級。使用諧振腔測量濕蒸汽濕度時需要剔除腔體溫度改變引起的諧振頻率的偏移。3)優(yōu)化了諧振腔測量方案,解決了測量系統(tǒng)的兩個重要缺陷。設(shè)計了兩種測量系統(tǒng):一是利用球閥控制來代替探針桿;一是利用百葉窗結(jié)構(gòu)來代替探針桿。汽輪機在運行過程中,汽輪機的外殼也有振動相對較小,對腔體的穩(wěn)定性及安全性影響較小。
【學位單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TK262
【部分圖文】：

飽和水復介電常數(shù)實部

飽和水復介電常數(shù)Fig.2-3complexpermittivityofsaturatedwater

飽和蒸汽復介電常數(shù)Fig.2-4complexpermittivityofdrysaturatedwater

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

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相關(guān)博士學位論文 前2條

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本文編號：2831258