浓相气力输送颗粒静电信号ESMD分析及速度测量

发布时间：2017-09-20 10:34

  本文关键词：浓相气力输送颗粒静电信号ESMD分析及速度测量

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【摘要】：大规模气流床气化是实现煤的高效清洁利用的重要途径,而浓相煤粉气力输送则是煤气化的关键技术之一。实现颗粒流动速度的实时连续测量对于浓相气力输送过程的颗粒流动动态特性研究、节能降损、系统安全运行均具有十分重要的意义。基于颗粒荷电的静电传感具有结构简单、灵敏度高、成本低、可靠性好、适合工业现场应用等优点,得到了广泛的关注与研究。本文主要针对浓相气力输送过程,采用极点对称模态分解方法(ESMD)对颗粒静电信号进行分析,探索浓相气力输送过程中的颗粒流动特性,并提出了一种基于ESMD的浓相气力输送颗粒速度测量方法。基于静电互相关颗粒速度测量原理,开发了一套适用于浓相气力输送过程的颗粒速度实时在线测量系统。该系统主要包括静电传感器、静电信号转换电路、数据采集卡以及计算机,可快速采集和存储传感器内部颗粒相的荷电信息并实时计算和显示颗粒的流动速度。在皮带轮实验装置和浓相气力输送实验台上对所开发的测量系统进行了评估,主要考察了其对颗粒速度测量的稳定性和准确性。介绍了ESMD的基本原理,运用ESMD对环状和弧状静电传感器输出的静电信号进行了分析。研究了浓相气力输送过程中,不同工况条件下的静电信号的能量和频率特性。环状电极静电信号的能量分布信息能够用来判断输送系统在启停过程中颗粒流动的稳定性；弧状电极静电信号的能量信息可用来判断管道内颗粒相的分布情况。在此基础上,提出了一种基于ESMD的浓相气力输送颗粒速度测量方法,并在皮带轮实验装置和浓相气力输送实验台上进行了实验研究。与此同时,将新提出的颗粒速度测量方法与空间滤波法颗粒速度测量结果进行了比较。结果表明：所提出的极点对称模态分解颗粒速度测量方法相比于空间滤波法,其特征系数的相对标准差明显较低,表明该速度测量方法具有良好的稳定性和准确性。
【关键词】：浓相气力输送 静电信号 极点对称模态分解 颗粒速度
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK124
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景及意义9-11
• 1.2 浓相气力输送颗粒静电信号分析的难点11
• 1.3 颗粒速度测量方法11-13
• 1.3.1 多普勒法11-12
• 1.3.2 互相关法12
• 1.3.3 空间滤波法12-13
• 1.3.4 图像法13
• 1.4 浓相气力输送颗粒流动信号分析的研究现状13-14
• 1.4.1 压力信号分析13-14
• 1.4.2 静电信号分析14
• 1.5 本课题的主要研究内容及组织结构14-16
• 第二章 基于静电传感器的颗粒速度测量原理16-24
• 2.1 气力输送中颗粒静电现象16-18
• 2.1.1 颗粒起电机理16
• 2.1.2 颗粒荷电影响因素16-18
• 2.2 静电传感器18-21
• 2.2.1 静电传感器的种类18-19
• 2.2.2 静电传感器的结构19-20
• 2.2.3 静电传感器测量电路分析20-21
• 2.3 颗粒速度测量原理21-23
• 2.3.1 静电互相关法21-23
• 2.3.2 空间滤波法23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 极点对称模态分解原理24-31
• 3.1 极点对称模态分解基本原理24-25
• 3.2 极点对称模态分解具体实例25-30
• 3.3 本章小结30-31
• 第四章 静电传感器颗粒速度测量系统及实验装置31-41
• 4.1 测量系统31-39
• 4.1.1 传感器结构31-32
• 4.1.2 静电信号转换电路32-35
• 4.1.3 计算机程序设计35-39
• 4.2 实验装置39-40
• 4.2.1 浓相气力输送实验台39-40
• 4.2.2 皮带轮装置40
• 4.3 本章小结40-41
• 第五章 实验结果与分析41-59
• 5.1 静电信号的能量分析41-45
• 5.2 速度分析45-58
• 5.2.1 互相关颗粒速度45-51
• 5.2.2 ESMD分解法颗粒速度51-58
• 5.3 本章小结58-59
• 第六章 总结与展望59-60
• 6.1 总结59
• 6.2 展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-65
• 作者简介65

【参考文献】

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本文编号：887555