提升管中颗粒循环强度的测量方法研究

发布时间：2020-11-17 01:51

　　 颗粒循环强度是提升管中气固流动的一个重要的操作参数。在目前的实验研究中,普遍采用容积法对提升管中固体颗粒循环强度进行测量,但容积法却存在测量过程较复杂,且需多次测量、测量工作强度较大、测量准确性和可靠性较差等问题。为此本文在一套提升管冷模实验装置上,在不同操作气速和颗粒循环强度下,分别对HDLDG-06固体流量计及PV-6D光纤系统在提升管颗粒循环强度测量中的应用进行了系统研究。HDLDG-06固体流量计的研究结果表明,提升管操作气速和颗粒循环强度均对固体流量计的测量结果具有重要影响。在实验条件范围内,当提升管操作气速低于18 m/s时,提升管内存在一临界颗粒循环强度,在小于该临界颗粒循环强度时,固体流量计的测量结果较好,在大于该临界颗粒循环强度时,固体流量计的测量结果很差,并且该临界颗粒循环强度随着提升管操作气速的增加而不断增大。当提升管操作气速大于18 m/s时,提升管内未出现临界颗粒循环强度,在实验中的颗粒循环强度范围内,固体流量计的测量结果均较好。进一步发现提升管截面平均颗粒浓度对固体流量计测量结果具有直接影响,在不同操作条件下,提升管内均存在一相同的临界截面平均颗粒浓度(约为6.9 kg/m3),当提升管截面平均颗粒浓度小于该临界截面平均颗粒浓度时,固体流量计的测量结果较好,当提升管截面平均颗粒浓度大于该临界截面平均颗粒浓度时,固体流量计的测量结果很差。据此提出了固体流量计用于测量提升管颗粒循环强度的校正关系式和适用范围,提出了一种扩大固体流量计使用范围的方法,同时提出将法拉第电磁感应定律和静电测量法相结合的固体流量计改进措施,改进后的固体流量计可同时对提升管截面平均颗粒速度、截面平均颗粒浓度以及颗粒循环量进行测量。在PV-6D光纤系统的实验中发现,现有的根据颗粒有效运动时间计算颗粒流率和颗粒速度的方法存在偏差较大的问题,为此本文提出一种根据整个采样时间对提升管内颗粒流率和颗粒速度进行计算的方法。与现有方法相比,本文方法计算的颗粒流率和颗粒速度的偏差得到明显改善。同时根据光纤系统测量的颗粒浓度和颗粒速度以及光纤系统测量的颗粒浓度电压值和提升管操作气速,分别获得了光纤系统用于测量提升管颗粒循环强度的校正关系式。
【学位单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TE624
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
    1.1 气固流态化技术
        1.1.1 流态化定义
        1.1.2 流态化分类
        1.1.3 循环流态化的形成条件
        1.1.4 流态化技术的应用
        1.1.5 循环流态化技术的优缺点评价
    1.2 固体颗粒流量测量技术
        1.2.1 概述
        1.2.2 科里奥利质量流量计
        1.2.3 冲击式流量计
        1.2.4 皮带秤测量原理
        1.2.5 失重秤测量原理
        1.2.6 转子秤测量原理
        1.2.7 容积法
        1.2.8 静电流量计
    1.3 颗粒浓度和速度测量技术
        1.3.1 激光多普勒测速技术
        1.3.2 互相关测速技术
        1.3.3 断层成像技术
        1.3.4 压降法
        1.3.5 光纤探头技术
    1.4 本章小结
第2章 实验内容及测量方法
    2.1 实验装置及流程
    2.2 实验介质及操作参数
    2.3 颗粒循环强度测量方法
        2.3.1 容积法
        2.3.2 HDLDG-06 固体流量计
        2.3.3 PV-6D光纤测量仪
    2.4 本章小结
第3章 固体流量计对提升管颗粒循环强度的测量研究
    3.1 容积法的测量准确性
    3.2 HDLDG-06 固体流量计的测量稳定性
    3.3 HDLDG-06 固体流量计的测量准确性
        3.3.1 固体流量计测量值与容积法测量值对比
        3.3.2 颗粒循环强度对固体流量计测量准确性的影响
        3.3.3 截面平均颗粒浓度对固体流量计测量准确性的影响
        3.3.4 固体流量计的校正关系式
    3.4 HDLDG-06 固体流量计的使用优化
    3.5 固体流量计的改进措施
    3.6 本章小结
第4章 PV-6D光纤系统对提升管颗粒循环强度的测量研究
    4.1 概述
    4.2 PV-6D光纤系统测量方法研究
    4.3 测量结果对比
        4.3.1 颗粒局部流率对比
        4.3.2 颗粒局部速度对比
        4.3.3 颗粒局部浓度对比
        4.3.4 测量准确性对比
    4.4 光纤系统对提升管中颗粒循环强度的测量
        4.4.1 光纤系统的测量稳定性
        4.4.2 光纤系统的测量准确性
        4.4.3 光纤测量系统的校正关系式
    4.5 本章小结
第5章 结论
符号说明
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文

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本文编号：2886934