換熱設(shè)備廣泛應(yīng)用于冶金、電力、化工、航空等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。隨著換熱設(shè)備運行,在管壁會逐漸形成污垢,污垢的存在將導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備傳熱效率降低,增加能源消耗,同時也會給換熱設(shè)備的安全帶來影響。因此開展換熱設(shè)備污垢的研究具有重要的意義。換熱設(shè)備污垢研究的一個重要環(huán)節(jié)就是對污垢進(jìn)行檢測,目前傳統(tǒng)的污垢檢測方法存在一定的不足,如實現(xiàn)困難、無法在線測量等。而超聲波檢測以其無損、便于實現(xiàn)等優(yōu)點而得到了人們的關(guān)注,本文針對超聲波在污垢檢測方面的應(yīng)用開展研究,主要內(nèi)容如下。針對換熱管道污垢超聲時域檢測時,由于污垢成分復(fù)雜、表面凹凸不平,導(dǎo)致回波信號模態(tài)混疊嚴(yán)重,噪聲干擾大的情形,提出一種基于改進(jìn)變分模態(tài)分解（Variational Mode Decomposition,VMD）的小波收縮閾值去噪方法,對污垢超聲檢測回波信號進(jìn)行去噪處理。首先利用VMD方法分解回波信號,為了準(zhǔn)確判斷出噪聲主導(dǎo)模態(tài),進(jìn)行精準(zhǔn)去噪,計算各分量的自相關(guān)函數(shù)值并繪制相關(guān)特性曲線,結(jié)合各個分量的能量熵值,判斷并識別出噪聲分量,其次利用小波收縮閾值方法處理噪聲主導(dǎo)模態(tài),拾取其中有用信息,最后重構(gòu)得到降噪后信號。本文利用仿真軟件生成不同管材、... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２?ＵＴＤＲ法基本原理??本課題采用收發(fā)一體式雙晶探頭進(jìn)行檢測，由超聲脈沖發(fā)射接收儀給出激勵，使得??探頭發(fā)射超聲波，垂直入射到換熱管，在管壁與污垢界面、污垢與流體界面發(fā)生反射與??

?第２章?lián)Q熱管污垢超聲時域檢測理論研宄???????上管壁??下管壁??圖２－２?ＵＴＤＲ法基本原理??本課題采用收發(fā)一體式雙晶探頭進(jìn)行檢測，由超聲脈沖發(fā)射接收儀給出激勵，使得??探頭發(fā)射超聲波，垂直入射到換熱管，在管壁與污垢界面、污垢與流體界面發(fā)生反射與??透射，各反射波又被探頭所接收，數(shù)據(jù)采集儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，上傳至上位機(jī)以待分析，??運用信號處理方法對得到的波形進(jìn)行處理，提取有效信息，計算得到污垢厚度等信息。??圖２－３為模擬超聲檢測回波波形，設(shè)定Ａ為管道與污垢界而一次回波，Ｂ為管道與??污垢界面二次回波，Ｔ為污垢與管內(nèi)流體工質(zhì)界面回波，通過超聲波在管道及污垢中的??聲速，再計算相對應(yīng)的渡越時間，就４以根據(jù)公式（２－６）計算得出管壁厚度及污垢厚度。??ｚＷ?二?＾ｃＡｒ?（２－６）??其中：Ａｃ／為污垢厚度，Ｃ為聲速，ａ?ｒ為渡越時間??振▲?Ａ?Ｂ??幅｜?ａ?Ｔ??供??？??時間??圖２－３超聲反射回波信號??２．３換熱管污垢流固耦合模型??２．３．１換熱管聲壓場控制方程??在換熱污垢流固耦合模型中，利用質(zhì)量守恒方程描述聲音在流體工質(zhì)中的傳播，假??設(shè)理想狀態(tài)下，流體工質(zhì)無損耗、絕熱，以聲壓變量Ｐ表示聲場，其控制方程為：??－９－??

東北電力大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文??（開始）??初始化卜義，／１－＾０???？?ｎ?＝?ｎ＋＼，ｋ?＝?＼??Ｊ?更新？－，《‘－?—?ａｒｇ?ｍｉｎ?Ｌ?（▼｛？，＂：／｝，｛？。｝，｛＜｝．?ｉ＂）???ｌｉ±?????ｋ＾ｋ?＋?＼??ｋ?＝?ｌ???（〇Ｓ?????１?ｋ?＝?ｋ?＋?＼?＾￣￣＜＾Ｋｐ＞??（?＼??更新?ｒ〇／＋ｒ／－Ｋ??Ｖ?ｋ?Ｊ??Ｙ??輸出Ｋ個窄帶ＩＭＦ分量??＾?＼?—??（結(jié)束）??圖３－１?ＶＭＤ方法流程框圖??３．２．３仿真實驗與分析??為了對ＶＭＤ方法的降噪效果進(jìn)行驗證，基于ＣＯＭＳＯＬ?Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ數(shù)值模擬仿真??軟件建立了充液污垢管道３Ｄ有限元模型。該換熱污垢管道模型為四層流固耦合模型，??采用全局定義，污垢層設(shè)置為碳酸鈣，厚度可自行定義，各材料參數(shù)如表３－１所示：???表３－１污垢管道模型材料參數(shù)表???材料?長度ｍｍ?外徑ｍｍ?壁厚ｍｍ?楊氏模量ＧＰａ?密度ｋｇ／ｎｒ１?泊松比??碳鋼管?３００?２５?１．５?１９５?８４００?０．２８??碳酸鈣?３００?－?－?１０?２２００?０．２８??－１８－??

【參考文獻(xiàn)】：
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