基于超声波煤粉浓度与流速检测方法的研究

发布时间：2024-02-20 06:48

　　火力发电站燃煤锅炉一次风管道中的空气与煤粉混合流动具有复杂气固两相流流动特性。实现气固两相流固相颗粒浓度与流速的检测是保证锅炉安全高效运行的前提。一直以来由于受输煤管道的布置和磨煤机性能的影响,再加上气固两相流流动的不稳定性,对煤粉颗粒浓度与流速的检测是企业与研究人员面临的一大难题。超声波在穿透性、可靠性等方面都具有良好的表现,利用其测量气固两相流浓度与流速是近年来比较火热的话题。本文主要针对基于超声波检测气固两相流浓度与流速展开研究和探讨,详细内容如下:首先,对超声波在两相流中的传播机理进行了深入的研究,发现在固定直径的气固两相流管道中导致超声波衰减的主要因素为固体颗粒浓度、温度、超声波频率以及固相颗粒粒径。确定了通过测量超声波衰减系数来计算气固两相流浓度,通过测量超声波时差来计算两相流流速的研究方案。其次,对超声波在气固两相流中的传播进行了数值模拟,分析了在不同频率、浓度、温度以及固相颗粒粒径对超声衰减系数的影响。得知,当信号频率和固体颗粒粒径一定时,气固两相流浓度与超声波衰减系数呈线性关系,依据此特性给出了气固两相流浓度的计算公式。并且在有限元软件中对公式进行了验证,证明了超声法...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1文丘里管示意图

内蒙古科技大学硕士学位论文3的数值计算，可以得出固相颗粒在两相流中的流动特性，使研究人员可以更详细地了解固相在气相两相流中的流动特性。然后实现实际流量过程中各种流量参数的预测。国外学者Ottjies[14]通过数值模拟计算了气固两相流固相颗粒在水平输送管道中的运动。Saccani....

图1.2电容法示意图

6]，静电法测量气固两相流的原理是通过检测带电固体颗粒的电荷大小来实现的，固体颗粒在管道内运输时，颗粒与颗粒、颗粒与管壁之间会发生一定的碰撞、摩擦，这就导致其带有一定的电荷。静电法就是通过测量这个电荷量来计算气固两相流浓度的。许传龙[27]改进了一种静电法测量气固两相流模型，并将....

图2.1声波与颗粒相互作用

内蒙古科技大学硕士学位论文15图2.1声波与颗粒相互作用对于一个完整的平面压缩波而言，将其经过一非理想连续介质并传播至一球形颗粒时，球体颗粒的表面会反射一个压缩波，球体颗粒的内部会形成剪切波、热波以及压缩波。当声波在颗粒物与介质之间传播时，会出现动量交换过程，此时由于介质粘度的存....

图3.1COMSOLMultiphysics仿真流程图

内蒙古科技大学硕士学位论文183浓度检测数值模拟煤粉在管道内运输属于气固两相流，为了对超声波在气固两相流中的传播特性进行研究，本文使用COMSOLMultiphysics对其进行数值仿真分析。COMSOLMultiphysics是瑞典COMSOL公司研发的一款有限元软件，可对科学....

本文编号：3904009