氣固兩相流流動(dòng)特性仿真及靜電測(cè)量方法研究.pdf

1、氣固兩相流廣泛存在于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,其流動(dòng)參數(shù)的測(cè)量對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程意義重大。氣固兩相流測(cè)量非常困難,多種因素會(huì)對(duì)測(cè)量造成不同程度的影響。靜電傳感器具有靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗干擾性等特點(diǎn),有著廣大的發(fā)展前景。近年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)對(duì)復(fù)雜流體的研究成為可能。
　　本文研究利用靜電法測(cè)量氣固兩相流關(guān)鍵參數(shù)系統(tǒng),結(jié)合計(jì)算流體力學(xué)仿真,研究并分析了測(cè)量原理、功能以及改進(jìn)的方向。主要工作包括以下幾方面:
　

2、　1.分析氣固兩相流中固體顆粒的帶電原理,并根據(jù)該原理,設(shè)計(jì)用于靜電信號(hào)測(cè)量的放大電路。該電路使用靜電級(jí)精密運(yùn)算放大器OPA129完成電荷到電壓的轉(zhuǎn)換及放大。根據(jù)需要,設(shè)計(jì)后續(xù)濾波電路與放大電路。該電路可以精確不失真的測(cè)量靜電傳感器的感應(yīng)電荷量,并具有一定的抗干擾能力。
　　2.利用計(jì)算流體力學(xué)商業(yè)軟件建立用于氣固兩相流流動(dòng)特性的仿真模型,并針對(duì)軟件中簡(jiǎn)化的顆粒-壁面碰撞處理方式進(jìn)行了改進(jìn),建立符合實(shí)際的顆粒-壁面碰撞模型,并利用

3、該模型進(jìn)行相應(yīng)的流體仿真,與實(shí)際的裝置測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比對(duì),驗(yàn)證模型的正確性。并利用已建立的模型進(jìn)行流動(dòng)特性探索。
　　3.在帶式靜電感應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置上對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定,驗(yàn)證所設(shè)計(jì)傳感器的合理性。將該傳感器安裝于天津大學(xué)氣固兩相流實(shí)驗(yàn)裝置上,進(jìn)行速度與濃度測(cè)量,結(jié)合計(jì)算流體力學(xué)仿真,分析并證實(shí)了靜電測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。
　　4.設(shè)計(jì)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的靜電傳感器,并安裝于天津楊柳青電廠的輸煤管道上,采集傳感器各個(gè)電極的靜電信號(hào),實(shí)現(xiàn)了對(duì)