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来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2015-02-01 17:23 标签： 下水管清理
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高浓度充填料浆流变特性及其管道输送模拟优化研究
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高浓度管道输送参数计算模型的研究
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高浓度粘稠物料管道输送系统压力测试及其装置
作者单位：
中国矿业大学机电学院,北京,100083
北京中矿机电工程技术研究所,北京,100083
母体文献：
仪器仪表学报
会议名称：
第四届全国信息获取与处理学术会议
会议时间：
会议地点：
贵阳、沈阳
主办单位：
中国仪器仪表学会
在线出版日期：
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万方数据电子出版社中高浓度管道气固两相输送粉煤灰低频超声测试研究--《济南大学》2015年硕士论文
中高浓度管道气固两相输送粉煤灰低频超声测试研究
【摘要】：中高浓度的气力输送由于其具有能耗低、运行稳定、便于实现自动控制等优点得到了广泛应用,与之相对应的实验、理论研究也得到了长足发展。对于中高浓度的气固两相流参数的检测一直以来是人们重点关注的课题,科研工作者根据两相流的特点,先后形成了诸如光学法、静电测量、超声测量等多种测试方法。其中超声波法由于具有穿透性能好、性能稳定、能实现在线监测等特点,目前已成为中高浓度气固两相流检测的重要方法之一。然而,如何降低超声波检测频率和如何处理超声信号并反演出两相流的流动参数等问题成为制约其深入应用的瓶颈。本文选用上引式流态化仓泵作为发送装置,以压缩空气作为输送动力,粉煤灰为输送物料进行气固两相流实验研究。为了进行流动参数检测,搭建了低频超声测试平台,该平台包括超声波发生器、超声波捕捉器和信号采集转化处理装置。实验中,首先进行空气单相流实验,获取单相流中的超声波信号,并以此信号为标准进行后期信号衰减计算,进而得出不同流动状态下的超声衰减系数,然后对超声衰减系数进行快速傅里叶变换,并对其进行反演计算,可得到管道内的固体浓度;同时,对获取的超声波信号进行短时傅里叶变换和相应计算得出管道内固体输送速度。本文根据实验研究的需要通过超声波检测的物理学基础和相关的声学基础,结合超声波在中高浓度气固两相流中的传播特点及超声波传播过程中产生衰减的机制:包括黏性损失、吸收损失以及热损失等,从超声波的波动所遵循的质量、能量、动量守恒的角度对其在两相中传播的单元进行剖析推导,得到了适用于论文所述工况的ECAH模型,并对其简化得到McClements模型。因为超声波通过粉煤灰颗粒时会产生散射损失,进而使其发生衰减,论文结合固相颗粒的各项物性参数和超声波的频谱范围等进行推导,得到了适合本文所述工况的BLBL模型。在气固两相输送粉煤灰的低频超声检测中,超声波的主要衰减机制为粘性损失、吸收损失、热损失和散射损失,因此本文选取McClements模型叠加BLBL模型对所获取的超声波信号进行处理。论文通过实验研究,获得载有两相流信息的超声波信号,对其进行处理后,得出在不同气体表观速度下的固体浓度、固体速度等流动参数的变化规律,实验同时采用涡街流量计和电子称重仪检测管道内固体质量变化,反推出固体浓度变化,辅以静压差压变送器监测固体速度的变化规律。最后,将超声检测法和其他检测方法所得的数据进行对比分析。研究表明,超声检测法与其他两种方法所得实验结果具有良好的相似性,固体浓度随着气体表观速度的增大呈现出先增大后减小的变化趋势,而固体输送速度及输送能力随着气体表观速度的增大呈现出了不断增大趋势的趋势。论文系统研究了管道沿程压力降的变化规律。研究表明,输送起始阶段,气体表观速度是压力降变化的主导因素,随气体表观速度的增加压力降不断增大;当气体表观速度进入高速区以后,压力降会在短暂的平衡后呈现降低的变化趋势,且其变化节奏与固体浓度的变化相似,此时浓度变化成为压力降变化的主导因素。论文通过超声波测试装置对中高浓度的粉煤灰输送的检测进行了创新探索,将超声检测得到的输送参数与用其他常规测试手段得到的数据进行对比分析,两者具有良好的相似性,超声检测技术可以运用于中高浓度管道气固两相输送粉煤灰的监测。
【关键词】：
【学位授予单位】：济南大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2015【分类号】：TQ536.4;TQ022【目录】：
摘要7-9Abstract9-11第一章 绪论11-19 1.1 课题背景及意义11-12 1.2 文献综述12-17
1.2.1 管道气固两相流技术简介12-13
1.2.2 中高浓度气固两相流测试技术13-17 1.3 本研究主要目标和内容17-19
1.3.1 主要研究内容17-18
1.3.2 主要研究目标18-19第二章 气固两相输送系统与超声测试平台的搭建19-29 2.1 管道气固两相输送实验系统的建设19-22
2.1.1 实验系统19-20
2.1.2 实验系统关键装置20-22 2.2 超声测试平台的建设22-27
2.2.1 超声测试装备及安装22-24
2.2.2 输送系统配套检测设备24-27 2.3 实验选取物料及其表征27 2.4 中高浓度两相流实验流程设计27-28 2.5 本章小结28-29第三章 低频超声检测信号处理数学模型的研究29-49 3.1 超声波简介29-36
3.1.1 超声波的基本方程29-30
3.1.2 超声波在气固两相中的特性30-34
3.1.3 超声波的重要参数34-36 3.2 超声检测模型推导36-43
3.2.1 适用气固两相的ECAH模型推导36-41
3.2.2 适用气固两相的McClements模型推导41-42
3.2.3 适用气固两相的BLBL模型推导42-43 3.3 超声检测原理及信号处理43-47
3.3.1 超声波衰减机制43-45
3.3.2 超声波信号的处理45-47 3.4 本章小结47-49第四章 超声检测的实验研究与对比分析49-71 4.1 超声波检测目标49 4.2 超声波检测环境49 4.3 气固两相输送粉煤灰浓度的检测49-55
4.3.1 浓度检测实验50
4.3.2 超声衰减系数的计算50
4.3.3 超声波信号的处理50-54
4.3.4 浓度检测结果的对比分析54-55 4.4 管道气固两相输送实验压力降的检测55-58 4.5 气固两相输送粉煤灰速度的检测58-66
4.5.1 粉煤灰输送速度的超声波检测59-62
4.5.2 粉煤灰输送速度的压力传感器检测62-65
4.5.3 粉煤灰输送速度检测结果对比65-66 4.6 气固两相输送能力的变化66-69
4.6.1 粉煤灰输送能力的超声波检测66-67
4.6.2 粉煤灰输送能力的电子称重仪检测67-68
4.6.3 粉煤灰输送能力检测结果对比68-69 4.7 本章小结69-71第五章 结论与创新点71-73 5.1 实验研究结论71-72 5.2 创新点72-73参考文献73-78致谢78-79附录79-81主要符号表81
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刘宝华;李振亮;李亚;苏俊明;;[J];粮油食品科技;2014年04期
【二级参考文献】
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