新型气液两相流量计设计与试验

采用双节流元件组合的方式,建立了基于Murdock系数的流量测量的数学模型,在此基础上研制开发了一种新型的基于双槽式孔板节流元件的流量计,并用流量计样机对空气和水组成的两相流进行了测试试验.结果表明,气相流量测量的相对误差绝对值平均在10%以内,液相流量测量的相对误差平均在30%以内,验证了该流量计可以在一定范围内对气液两相流进行在线计量.     

基于静压差法的流量测量方法

节流式流量计在流量参数计量中占有重要地位,但是普遍存在节流损失大、量程比小、直管段要求高等缺陷。通过对静压差流量测量方法以及管道约束条件对流量测量影响的研究,提出了一种基于改进静压差法的流量测量方法。利用引进的管道约束条件,结合静压差法及流体流动参数,建立了基于支持向量机的流量测量模型。通过与传统节流式流量计(标准的孔板)的比较实验,表明了该方法没有节流损失,流量测量范围宽,流体流量的测量精度可以达到2%以内,适合于工业参数的实际测量。     

气固两相流能耗特性的试验研究

为了研究柱塞式气力输送气固两相流的能耗特性,对实际的工业气力输送系统进行1:1实验台改造,首先,确定影响能耗的几个关键因素为主进气阀流量、补气阀流量、助吹阀的流量及气源压力;然后,根据工程经验设计孔板大小范围,利用正交实验确立定量、定长和定物料的气力输送能耗的实验方法,分析了各因素对能耗影响的主次及各个因素下的最优解;最后,对实验结果进行了实际生产验证,得出了1 m3仓泵输送平均粒径为23 μm,松散堆积密度为800 kg/m3的粉煤灰,输送距离为315 m气力能耗的最小值为1263.58 kN·m,最佳气源压力为0.35 Mpa,进气流量孔板为DN15,补气流量孔板为DN5.助吹流量孔板为DN10.研究结果对柱塞式气力输送系统的工程设计、运行和理论研究提供重要依据.     

高压下不同载气多原料超浓相气力输送机理及流动特性研究

为了获得高压浓相气力输送过程中不同粉体的输送机理及流动特性,对发料罐内的流动特性、不同粉体的输送特性及含水率对流动稳定性的影响规律进行实验研究并进行数值模拟。引用先进的阵列式静电传感器对粉体流动过程的特征参数进行监测。结果如下:采用光纤颗粒浓度探针获得了常压上出料式发送罐内提升管入口附近区域颗粒浓度分布,揭示了提升管入口附近区域气固流动结构的变化规律。在高压超浓相条件下进行了不同含碳原料的气力输送实验研究,获得了褐煤、无烟煤以及石油焦的输送规律,发现了石油焦输送过程中的结壳问题并提出了解决方法;通过褐煤中不同赋存形态的水分进行分类研究,获得了不同褐煤气力输送临界水分含量。对工业规模级竖直上升管压降进行了研究,并对粉煤密相气力输送管路流型及其压力信号特征分析,揭示了粉煤流动稳定性以及流型变化特性。对基于颗粒动理学理论的双流体模型进行了修正,建立了描述常压上出料式发送罐内气固流动的数学模型,获得了提升管入口附近区域颗粒浓度和速度分布规律。基于双流体Euler-Euler方法,将k-ε-kp-εp湍流模型与颗粒动理学理论相结合,对高压超浓相粉体气力输送的气固两相流的全面力学分析,通过对气固两相流的动力学参数的瞬态分布特征的理论分析,对原有数理模型进一步的改进和完善后,利用此模型对高压超浓相输送系统中水平管、弯管和垂直管建立了完善的一体化管道并进行模拟计算。开发了基于阵列式静电传感器的多路相关速度测量系统,实现了颗粒局部平均速度的测量,并将其应用于高压浓相煤粉气力输送的过程监测中,为提高气力输送效率和输送稳定性提供参考依据。     

浓相气固两相流质量浓度摩擦电法测量研究

研究了一种气固两相流质量浓度在线实时检测的测量方法———摩擦电法 .推导了固体颗粒与管壁摩擦产生的电流与气固两相流固相质量浓度、气体平均流速以及固相颗粒大小间的关系 .以煤粉为研究对象进行实验研究 ,煤粉质量浓度在 1 7～ 45g/m3 、气体速度在 3～ 7m/s范围内 ,测量段产生的电流和气体流速、颗粒质量流量关系为 Im =4.92× 1 0 -11 u1.77W ,实验数据与理论计算基本符合 ,误差分析表明其测量误差为 2 0 % ,从而也验证了摩擦电法的可行性 .     

利用节流装置噪音测量两相流流量的理论模型

两相流流过节流装置时产生的差压测量噪音是人们熟知的现象。这一噪音是由于相浓度在空间的随机分布所引起的。当流动遇有阻挡体（例如孔板）造成扰动时，噪音的临度将进一步增强。假设分散相浓度分布的方差正比于其平均相浓度，在不考虑阻挡体扰动的条件下，应用两相流分离流理论模型论证了节流装置差压方根噪音的方差近似正比于分散相流量。进而推导出利用噪音测量两相流流量的理论模型。这一论证预示了可以根据简单的理论模型用单一节流装置实现两相流流量的测量。     

基于单片机控制的毛细管流量测量装置

毛细管是小型制冷装置上广泛使用的一种节流元件,具有结构简单、无运动部件、制造容易、价格低廉和故障少等优点,其流量与毛细管内径、长度、几何形状及进、出口压差有关。由于毛细管管内两相流体的存在,使得对毛细管的计算变得非常复杂,因此工程设计大多采用简单计算加实验的方法来确定毛细管的长度和形状。毛细管流量液体测量装置采用单片机控制,具有压差可调、恒压控制、时间设定、测量过程自动化等特点。     

ZLRJ－I型智能流量热量积算仪

论述了ＺＬＲＪ－Ｉ型智能流量热量积算仪的设计与现行的流量热量仪表之间的差异。介绍了该仪器原理、特点,及其利用微机技术、弯管流量计技术、ＡＤ５９０温度测量装置,解决了供热管网系统中流量节流装置测量准确度低、阻力损失大、大管径一次元件加工精度难以保证、安装不方便等四大难题。     

孔板厚度对核电站给水流量测量精度影响的数值模拟

核电站给水流量测量精确度至关重要,为了研究核电站给水孔板厚度相关加工标准的合理性,针对孔板厚度参数变化对某核电站给水测量孔板流量计流出系数的影响问题,应用计算流体力学软件,对不同结构参数的孔板流量计进行数值模拟.得到孔板流量计的差压、流出系数以及不同模型的流场分布.结果表明:在孔板厚度(E)不发生变化,节流孔厚度(e)从6 mm变化到5 mm,孔板流量计数值模拟流出系数不断减小,变化值分别为1.840％、2.125％,实际测量流量值将偏大相同百分比的数值;当保持孔板节流孔厚度(e)不变时,改变孔板厚度(E)从11 mm变化为11.15 mm,孔板流量计流出系数变小,变化值为1.56％,同样实际测量流量将偏大1.56％.     

利用孔板及均速管进行空气-水两相流单双参数测量研究

本文利用孔板及均速管的组合对空气-水两相流的流量及质量含气率进行了单、双参数测量研究,给出了两种元件的单参数公式及其双参数组合公式。对3种不同孔径的孔板、4组孔板及均速管间距以及两种型号的均速管进行了研究,获得了比较满意的结果。     

液固两相流动系统中固体颗粒浓度和速度的CCD测量

为了研究液固两相流动系统中固体颗粒的浓度和速度随操作条件的变化,开发了适用于液固两相流动体系的电荷耦合器件(CCD)测量系统,该系统可在高空隙率和较宽液速范围内准确测量固体颗粒的速度与浓度,利用该CCD测量系统,对冷模(多管)循环流化床的分布板设计和冷模(单管)液固循环流化床的两相流动特性进行了研究。系统中采用的CCD单场测量方法可用于粒子高速运动情况,测得的颗粒最高运动速度为1．5m／s,测量精度高于奇偶两场的测量精度。     

油液污染对节流调速回路速度刚度的影响

通过试验分析了固体颗粒污染物对液压节流调速回路速度刚度的影响,比较了不同污染条件下三种节流调速回路的速度－负载特性,研究结果表明,不同尺寸的固体颗粒污染物对回路速度刚度的影响是不同的,这对正确设计的使用节流调速回路具有实际的指导意义。     

基于CCD的粉尘质量浓度光散射测量系统

针对散射积分法测量粉尘颗粒质量浓度时,测量系统并不能满足角度积分上限为π和角度下限为0的固有缺陷,基于Mie理论数值计算散射光强的角分布,进而对质量浓度测量误差进行分析。利用电荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)的高灵敏度、低噪声、线性度好等优点,研究并搭建一种基于CCD的光散射颗粒质量浓度测量系统,并通过已知孔径的小孔对CCD测量系统的角度分辨率和放大率进行校正,测试CCD的灵敏度及线性度。最后,利用已知粒径和质量浓度的样品对测量系统的准确性进行试验研究。研究结果表明:当散射角积分为0.03°~5°时,可满足质量浓度测量需要,测量相对误差小于15%。     

威力巴流量计在重油催化裂化装置主风流量测量中的应用

利用差压原理进行流量测量是当今世界上主要的流量测量方式之一,代表产品——孔板、喷嘴、文丘里管有着悠久的历史,这种测量方法比较成熟。然而,它们却存在着压损较大,长期使用精度下降、节流孔易堵塞等缺陷,长期以来无法解决。威力巴的出现,使上述问题得以解决。结合兰州石化设备维修公司120万t/a重催装置,根据实际工艺情况对威力巴的精度、压损与孔板、文丘里管进行了对比,并对威力巴的差压计算及其软件进行了介绍。     

间歇搅拌釜中非线性吸附过程的一个近似模型

通常描述在间歇搅拌釜中固体颗粒吸附过程的数学模型为常－偏微分方程组，本文基于被吸附组分浓度在固体颗粒内的分布为抛物线型的假定，导出了该过程的近似模型，该模型为一常微分方程。用本模型计算了２种类型的吸附等温线的吸附动态过程，并与相应的实验数据进行了比较。结果表明，本模型具有形式简单、计算简便且结果可靠等优点。     

浓相气力输送粉煤灰颗粒速度的研究及应用

浓相气力输送中，固体颗粒的速度是一个重要参数，关系到系统的能耗、物料与管道磨损等重要问题，它与物料的物理性质、输送装置的特点、输送气体的物理性质以及输送气体的速度等参数有关。采用粉煤灰作为输送物料，在管内径为80mm，长度为202．87m的浓相气力输送实验台上，借助多台智能差压／压力变送器等仪器设备对固体颗粒速度进行了实验研究，并对实验数据进行了理论分析，得到了沿程颗粒速度的修正公式。最后，结合工程实际提出了相应的对策。     

新型均速管流量测量系统的应用

差压式流量测量原理是使用广泛、性能可靠的流量测量技术,特别是流量孔板占据了目前世界上约50％-55％的工业流量测量市场。虽然孔板流量计有简单可靠,易于加工的优点,但是量程比小,精度低,不可恢复压损大,安装调试不方便等难以克服的缺点。新型均速管流量计很好地解决了孔板的诸多缺陷。实际应用中的空气流量,水流量以及中压蒸汽流量已逐步得到使用,并为用户在安装、维护和节能降耗方面带来了有明显的好处。本文以威力巴为例进行了新型均速管流量计的原理分析,并对其特点与孔板流量计进行了数据比对介绍,对工业运用中的流量计选型具有一定指导意义。     

压电式谷物质量流量传感器设计及试验

设计了一种新型压电式谷物质量流量传感器,以实现实时动态测量田间谷物产量.应用LS-DYNA显式动力学软件仿真研究了谷粒冲击力敏元件的过程,对力敏元件的材料进行筛选,根据计算结果确定传感器力敏元件的材料为铝合金;建立了压电式谷物质量流量传感器的三维有限元模型,应用ANSYS软件对压电式谷物质量流量传感器进行模态分析,使传...     

采用互相关与自适应滤波算法测量流速的比较研究

针对气固两相流固相颗粒流速的测量问题,讨论了可用于流速测量的互相关法和自适应滤波时延估计法.对于安装在气力输送管道上的双电极静电传感器输出信号,利用相关函数进行上下游电极输出信号相似性的比较,相似性最大即相关函数取极大值时的时间延迟,结合传感器电极间距离,计算出固相颗粒流过传感器的平均速度,也可以采用自适应滤波计算输出信号在上下游静电传感器间的时间延迟,测得管道中固体颗粒的流速.实验结果表明,所测得的电极信号与噪声的统计特性受到了环境的影响,互相关算法测量速度的准确性大大降低,而自适应滤波算法由于能根据信号和噪声的相互关系不断地调整自身参数,满足最小均方算法准则的要求,可以精确地跟踪固相颗粒速度.     

电容式气-固两相流相浓度传感器的优化设计

气固两相流相浓度是工业亟需的一个难以准确测量的重要参数。该文从工业应用角度出发 ,设计了一种带有对称边保护极板的螺旋形状表面板电容式相浓度传感器。采用三维有限元方法和正交试验设计方法相结合对传感器结构进行了优化设计。经实验验证 ,其检测场均匀性误差低于5 % ,显著地改善了电容传感器的“软场效应”,有效地减小了相分布及流型变化对测量结果的影响 ;与电容式速度传感器等组合成一体化装置 ,可用于在线测量气送粉体的瞬时流量。已在现场应用 ,运行效果良好