發(fā)布時(shí)間：2018-01-10 15:04

  本文關(guān)鍵詞：靜電式氣固兩相流參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究　出處：《中北大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 氣固兩相流 靜電傳感器 速度測(cè)量 互相關(guān) 有限元分析

【摘要】：現(xiàn)如今氣固兩相流技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過程中,如發(fā)電廠、鋼鐵廠、化學(xué)以及食品廠等,而流體顆粒的在線參數(shù)測(cè)量是衡量氣固兩相流質(zhì)量流量的重要指標(biāo)。近年來(lái)許多學(xué)者基于傳輸中固體顆粒的靜電感應(yīng)特性提出了靜電傳感器測(cè)流體流速的方法。靜電測(cè)量法相比于其他幾種方法,如電容法,衰減法,光學(xué)法等,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本小且靈敏度較高等特點(diǎn),這使其在測(cè)量氣固兩相流參數(shù)中有很好的發(fā)展前景。本文在靜電法的基礎(chǔ)上用互相關(guān)原理設(shè)計(jì)了靜電傳感器系統(tǒng)并驗(yàn)證其用于流體速度在線測(cè)量的可行性和可靠性。本文針對(duì)兩相流流動(dòng)特性設(shè)計(jì)搭建了兩相流管道模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并在管道系統(tǒng)中內(nèi)插兩組靜電傳感器測(cè)量系統(tǒng)。其中首先介紹了靜電傳感器的設(shè)計(jì)原理,其理論依據(jù)主要為固體顆粒在氣力運(yùn)輸過程中由于摩擦碰撞而產(chǎn)生地靜電感應(yīng)電荷,并根據(jù)分析其電荷的特性設(shè)計(jì)了靜電傳感器的材料結(jié)構(gòu)以及信號(hào)檢測(cè)調(diào)理電路,并闡述了傳感器互相關(guān)測(cè)速機(jī)理;其次利用ANSOFT公司的有限元分析軟件MAXWELL針對(duì)設(shè)計(jì)好的傳感器進(jìn)行靈敏度仿真分析,得出帶電粒子在不同情況下通過傳感器敏感區(qū)域時(shí)電極上電荷的分布情況,證明電極設(shè)計(jì)的合理性;最終搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成數(shù)據(jù)采集控制以及上位機(jī)軟件平臺(tái)的設(shè)計(jì),并從簡(jiǎn)單情況和實(shí)際情況出發(fā)設(shè)計(jì)了兩種驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性與可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求,解決了氣固兩相流流體速度檢測(cè)的問題,并提出了靜電傳感器的互相關(guān)測(cè)量方法。該系統(tǒng)具有方法新穎、重復(fù)性好、測(cè)試精度高以及實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),以后可以應(yīng)用于工業(yè)過程中。
[Abstract]:Nowadays, gas-solid two-phase flow technology is widely used in practical industrial production processes, such as power plants, steel plants, chemical and food plants, and so on. The on-line parameter measurement of fluid particles is an important index to measure the mass flow rate of gas-solid two-phase flow. In recent years, many scholars have put forward the method of measuring fluid velocity by electrostatic sensor based on the electrostatic induction characteristics of solid particles in transmission. Electrostatic measurement is compared to several other methods. Such as capacitance method, attenuation method, optical method and so on, has the characteristics of simple structure, low cost and high sensitivity. This makes it promising in measuring the parameters of gas-solid two-phase flow. Based on electrostatic method, the electrostatic sensor system is designed based on the principle of cross-correlation, and the feasibility and reliability of its application in on-line measurement of fluid velocity are verified. In this paper, a two-phase flow simulation experiment system is built for the design of two-phase flow characteristics. Two groups of electrostatic sensor measurement systems are interpolated in the pipeline system. Firstly, the design principle of electrostatic sensor is introduced. The main theoretical basis is the electrostatic induced charge caused by friction and collision of solid particles in the pneumatic transport process. According to the characteristics of its charge, the material structure of electrostatic sensor and signal detection and conditioning circuit are designed, and the mechanism of sensor cross-correlation velocimetry is described. Secondly, the sensitivity of the sensor is simulated by using the finite element analysis software MAXWELL of ANSOFT Company. The distribution of charge on the electrode is obtained when charged particles pass through the sensitive region of the sensor under different conditions, which proves the rationality of the electrode design. Finally, build the experimental platform, complete the design of data acquisition control and host computer software platform, and design two kinds of verification experiments from the simple situation and the actual situation. The rationality and feasibility of the system design are verified. The experimental results show that the system meets the design requirements and solves the problem of gas-solid two-phase flow velocity detection. This system has the advantages of novel method, good repeatability, high testing precision and strong practicability. It can be used in industrial process in the future.
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O359;TP274

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本文編號(hào)：1405705