基于静电法和超声法的流化床内湿度和流体动态特性测量

发布时间：2022-11-06 11:09

　　流化床以其优良的气固接触特性、高传热传质效率以及大容量处理能力,广泛应用在干燥工艺过程,是食品、制药和化工领域常见的设备之一。为了保持干燥过程有效、经济、安全运行,监测床中的颗粒湿度和流动特性参数是至关重要的。颗粒湿度直接影响产品质量,干燥过程的监控不及时,不仅造成能源浪费,还造成产品质量的下降。本论文基于静电和超声测量原理,采用一组弧形静电传感器阵列和一对超声传感器,对固体颗粒湿度和颗粒流动参数的测量进行了相关的理论和实验研究,并得出了一定的实验结果。主要工作和研究内容如下:1.为了测量流化床干燥器的特性,搭建了实验室规模热态鼓泡流化床干燥器。并为了验证弧形静电传感器阵列的颗粒湿度和流动参数的测量性能,通过在有机玻璃床壁外表面安装一组弧形静电传感器阵列进行了一系列的干燥实验。利用上下游静电信号得到颗粒在流化床内的互相关速度,从而表征了流化床内颗粒的流动状态。利用静电信号的均方根值表征静电信号波动强度,建立了其与颗粒湿度和颗粒速度的模型。结果表明,利用该模型,静电传感器所得信号可以用于测量流化床内的颗粒湿度,测量的最大误差小于15%。2.本文基于NARX神经网络充分地利用静电信号、建立... 

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 流化床干燥器检测技术的研究现状和发展趋势
        1.2.1 流化床干燥器特性
        1.2.2 流化床内湿度检测研究现状与发展趋势
    1.3 静电与超声检测研究现状
        1.3.1 静电检测在流化床检测研究现状
        1.3.2 超声检测在空气湿度和密相气固检测研究现状
    1.4 本论文的研究工作及创新点
        1.4.1 本文研究工作的主要内容
        1.4.2 本文的创新点
第2章 基于弧形静电传感器阵列的颗粒湿度和流动特性测量研究
    2.1 静电检测原理
        2.1.1 基于互相关运算的颗粒速度测量
        2.1.2 基于静电信号均方根值的颗粒湿度测量
    2.2 实验平台与实验设计
        2.2.1 静电传感器阵列
        2.2.2 实验装置
        2.2.3 实验设置
    2.3 实验结果分析与讨论
        2.3.1 出口空气温度、相对湿度和颗粒湿度
        2.3.2 静电信号
        2.3.3 流化床干燥器的相关速度
        2.3.4 流化床干燥器中颗粒湿度的测量
    2.4 本章小结
第3章 基于静电信号的颗粒湿度的NARX模型研究
    3.1 NARX神经网络模型建立
    3.2 NARX网络参数确定
        3.2.1 输入参数选择
        3.2.2 结构参数的确定
    3.3 结果分析与讨论
    3.4 本章小结
第4章 基于超声传感器的空气湿度测量实验研究
    4.1 超声测量空气湿度原理
    4.2 超声声速与空气湿度关系的标定研究
        4.2.1 实验装置
        4.2.2 声速测量方法
        4.2.3 标定结果与讨论
    4.3 流化床出口处湿度测量实验研究
    4.4 湿度场二维成像仿真
        4.4.1 仿真模型设置
        4.4.2 重构算法介绍
        4.4.3 仿真结果与讨论
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 研究工作总结
    5.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于新型内热式移动-流化床干燥器的褐煤干燥过程[J]. 王大鹏,于晓晨,齐丽薇,于才渊,王喜忠.  化工进展. 2017(S1)
[2]基于NARX神经网络航空发动机参数动态辨识模型[J]. 耿宏,任道先,杜鹏.  计算机工程与应用. 2017(12)
[3]基于电容成像的料腿内气固两相流浓度测量[J]. 孙猛,刘石,李志宏,雷兢.  仪器仪表学报. 2009(02)
[4]电厂煤粉管道中煤粉运行状况诊断研究[J]. 蔡小舒,潘咏志,欧阳新,吴伟亮,俞基安,胡杰.  中国电机工程学报. 2001(07)

博士论文
[1]油菜籽流化床干燥传热传质特性与布风板结构参数优化的研究[D]. 张健平.中国科学技术大学 2016

硕士论文
[1]基于静电传感器阵列的流化床内颗粒动态特性的测量[D]. 杨彬彬.华北电力大学(北京) 2017
[2]粉煤流化床干燥分级一体化工艺试验研究[D]. 韩树晓.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013
[3]近红外快速湿度测量系统的研究[D]. 马号兵.重庆大学 2006



本文编号：3703397