本文針對粉煤密相氣力輸送技術,綜合應用統(tǒng)計分析、信號處理和數(shù)學建模等多門學科知識,對復雜的氣力輸送過程中水分賦存形態(tài)、載氣對粉體流動性的影響、豎直上升管內(nèi)輸送流型預測與劃分、典型流型的信號特征及流型的多尺度氣固流體動力學特征進行了深入的理論和應用研究。1.從顆粒尺度探究了水分賦存形態(tài)及其作用機制,進一步發(fā)展了粉體流動性判據(jù),揭示了水分含量及其賦存形態(tài)對褐煤顆粒流動性的影響機制;基于顆粒間相互作用力分析,研究了 N2和CO2對粉體流動性的影響,揭示了載氣對易吸附性和不易吸附性粉體的A/C類粉體流動性的作用。2.由經(jīng)典的Zenz氣固輸送相圖出發(fā),結合機器學習方法,根據(jù)豎直上升管內(nèi)粉煤密相氣力輸送過程中表觀氣速、單位管壓降和輸送固氣比的關系,提出了一種高精度（95.2%）的流型識別模型。討論了不同聚類算法和模型驗證方法在處理粉煤輸送系統(tǒng)信號中的優(yōu)劣性,給出了該系統(tǒng)的最優(yōu)聚類算法和驗證方法。3.針對于上述機器學習模型預測失敗的栓塞流流型進行深入的探究,結合管道電容層析成像技術,獲得了栓塞流流型變化過程,即堆積床層流→環(huán)核流→純氣相流→環(huán)核流→堆積床層流的流型演變現(xiàn)象。試驗還發(fā)現(xiàn)了不同的栓塞流流... 

【文章來源】：華東理工大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．５過程層析成像系統(tǒng)示意圖［４７】??Ｆｉｇ．?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｎ?ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ?ｓｙｓｔｅｍ．??

第８頁?華東理工大學博士學位論文??Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ?ｔｈｒｏｕｇｈ?ｖｅｓｓｅｌ??￣ｎ??｜．；?ｈ?，．＇?＼．＼?Ｃｕｒｒｅｎｔ?／＿■——??＿?ｓｉｇｎａｌｓ??＾?＾?ｔ?■?Ｉ??Ｓ?Ｄａｔａ?Ｉｍａｇｅ??〇?？?？?？?？?？?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ??名?ｓｙｓｔｅｍ?ｓｙｓｔｅｍ??ｇ?Ｖｏｌｔａｇｅ??ｓｉｇｎａｌｓ??圖１．５過程層析成像系統(tǒng)示意圖［４７】??Ｆｉｇ．?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｎ?ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ?ｓｙｓｔｅｍ．??由于檢測精度高、速度快的電容層析成像技術（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ?ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ?ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ，??ＥＣＴ）可以定量給出檢測區(qū)域的時空電容值變化，因此廣泛應用于氣固和氣液兩相流的??研宄中。Ａｚｚｏｐａｒｄｉ等人采用ＥＣＴ研究了粉煤密相氣力輸送過程的流型，ＥＣＴ的結果??表明輸送量和濃度呈現(xiàn)兩種系統(tǒng)性的波動。ＥＣＴ傳感器對于顆粒濃度及其分布變化較為??敏感，而靜電層析成像技術（ＥｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ，ＥＳＴ）對顆粒帶電和速度變化敏??感。Ｇａｏ等人Ｉ４９１首次將ＥＣＴ和ＥＳＴ耦合實現(xiàn)了載氣為Ｎ２和Ｃ０２條件下的高壓密相粉??煤氣力輸送流型識別。圖１．６清晰地給出了操作壓力對流型的影響：隨著操作壓力的提??升，水平管內(nèi)流型由分層流逐漸演變成懸浮流。??Ｉ：：?？??２．８ＭＰａ?３．０ＭＰａ?３．２５ＭＰａ?３．５ＭＰａ??—?—??□?０?１?０?２?０?３

ｇ等人［５４］對２０?ｍｍ輸送管內(nèi)壓力信號進行了功率譜分析：＞３?Ｈｚ的高頻氣相壓力信??號是隨機噪聲，＜３?Ｈｚ是表征顆粒吸收氣相湍動能的氣相脈動信號。隨著表觀氣速增大，??功率譜的波動頻率范圍最大值由０．８?Ｈｚ增大到２．１?Ｈｚ。??數(shù)值計算可以幫助人們認識宏觀氣固兩相流過程與微觀氣固相互作用的相互聯(lián)系，??并給出試驗中難以獲得的參數(shù)。以輸送過程栓塞流為例，采用ＣＫＤ－ＤＥＭ方法可以獲得??栓塞流壓降、長度、速度、沉積層厚度、栓塞中顆粒間相互作用力、栓塞與避免相互作??用力等。圖１．８給出了高速攝像試驗和３Ｄ?ＣＦＤ－ＤＥＭ模擬６?ｍｍ玻璃微珠在豎直上升管??內(nèi)復雜栓塞流過程［６１］。在給定的操作條件下會形成長度不一的栓塞流，兩個栓塞流會演??變成一個栓塞流，氣相的作用會使得栓塞消失。數(shù)值計算結果表明栓塞濃度對自發(fā)性的??栓塞流起決定性的作用。??（ａ）?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?（ｂ）?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ??２．５０￥?０，４６?ｓ?４．２＾?３．７〇ｓ?￡２２￥４Ｍｓ?Ｋ．９％?１２，３４ｓ?�。担停�?�。担В樱海玻�?Ｕ?７２ｓ?ＵＢＯｓ??■關＿關??圓圓??圖１，８豎直上升管內(nèi)栓塞流試驗和模擬對比：表觀氣速ｔ／ｇ＝５．７９?ｍｉ?（１）隨機長度的栓塞流；??（２）向下移動；（３）栓塞消失［６１］??Ｆｉｇ．?１．８?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｓｌｕｇ?ｆｌｏｗ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ａｔ?ｆ／ｇ?＝?５．７９?ｒａ?ｓ＇１?ｉｎ?ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ａｎｄ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ：??（１）?ｓｌｕｇｓ?ｗｉｔｈ?ｒａｎｄｏｍ?ｌｅｎｇｔｈ，?（２）?ｄｏｗｎｗａｒｄ?ｍｅｒｇｉｎｇ?ａｎｄ?（３）?

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]煤氣化裝置中粉體輸送用通氣錐應用研究[D]. 李永紅.華東理工大學 2012



本文編號：3310613