氣-固兩相流電容互相關(guān)流速測量方法研究.pdf

1、氣/固兩相流流動體系在自然界和工業(yè)過程中是普遍存在的，其中，離散相顆粒運動速度、尺寸、位置及流型等參數(shù)的監(jiān)測是一個重要的研究課題。本課題以垂直管道中自下而上同向流動的氣/固兩相流體為研究對象，并以隨機過程的互相關(guān)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代傳感技術(shù)及信息處理技術(shù)，采用計算機仿真與實驗研究相結(jié)合的方式，通過研究電容相關(guān)流速測量系統(tǒng)的組成、工作原理、數(shù)學(xué)模型等對由電容傳感器構(gòu)成的氣/固兩相流電容互相關(guān)流速測量系統(tǒng)進行仿真研究。采用Monte-Car

2、lo方法，建立氣/固兩相流動模型，研究“凝固”流動圖型與“非凝固”流動圖型，流速的測量方法，以及傳感器各參數(shù)的選取，離散相顆粒速度分布，流型及濃度對互相關(guān)流速測量系統(tǒng)的影響，明確互相關(guān)速度的物理意義。
　　本課題對氣/固兩相流電容互相關(guān)流速測量系統(tǒng)進行了大量的仿真試驗，試驗結(jié)果表明：運用蒙特卡洛方法模擬氣/固兩相流流動模型和以互相關(guān)技術(shù)為基礎(chǔ)的互相關(guān)測量方法，進行氣/固兩相流參數(shù)的檢測研究是一種合理、可行、有效的途徑。同時，本課題

3、深入研究了互相關(guān)流速測量方法，有逐點算法，差動自相關(guān)算法，極性互相關(guān)算法，以及改進方法參數(shù)估計法，在試驗仿真的基礎(chǔ)上分析它們的優(yōu)缺點，研究參數(shù)估計法與互相關(guān)法的關(guān)系。試驗結(jié)果表明，當(dāng)傳感器的空間濾波效應(yīng)使信號頻帶變窄時，使用參數(shù)估計法可以克服或改善常用的互相關(guān)法中隨機誤差較大、分辨率低及動態(tài)響應(yīng)慢等。最后，本課題分析了環(huán)狀流的流速分布以及不同流速分布對氣/固兩相流互相關(guān)測量系統(tǒng)的影響。上述研究及成果為氣/固兩相流離散相濃度與速度的在線檢