光后向散射式蒸汽濕度測(cè)量方法的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、電力能源產(chǎn)業(yè)是中國(guó)重要的能源產(chǎn)業(yè)，其中火力發(fā)電占70％以上。在火力發(fā)電系統(tǒng)中占有重要地位的汽輪機(jī)仍然存在諸多問(wèn)題。汽輪機(jī)末級(jí)蒸汽濕度的存在不但降低汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率，而且會(huì)引起嚴(yán)重的水蝕，給汽輪機(jī)組的安全性與經(jīng)濟(jì)性帶來(lái)很大的危害。因此，對(duì)蒸汽濕度的測(cè)量有重要的理論和實(shí)際意義。為此，本文提出一種以光散射理論為基礎(chǔ)的在線實(shí)時(shí)測(cè)量濕蒸汽的方法并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。
　　(1)首先，分析了汽輪機(jī)內(nèi)蒸汽濕度對(duì)汽輪機(jī)效率的影響，介紹了國(guó)內(nèi)外蒸

2、汽濕度的測(cè)量方法;研究了光的散射理論，光經(jīng)過(guò)顆粒發(fā)生散射，散射光信號(hào)攜帶著散射顆粒的很多信息;研究了球形粒子的Mie散射模型，結(jié)合Lambert-Beer定律，得到了蒸汽濕度與散射光的函數(shù)關(guān)系;對(duì)比了前向散射與后向散射的區(qū)別，得到了更優(yōu)的后向散射測(cè)量理論。
　　(2)然后，設(shè)計(jì)了后向散射測(cè)量模型，搭建了模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，并介紹了其工作原理。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由兩部分組成:濕蒸汽發(fā)生部分和濕蒸汽測(cè)量部分。濕蒸汽發(fā)生裝置部分包括電熱鍋爐、模擬濕蒸汽

3、氣缸;濕蒸汽測(cè)量部分主要包括CCD相機(jī)、激光器、透鏡、光功率計(jì)及光學(xué)鏡片。介紹了CCD相機(jī)工作原理，利用CCD作光學(xué)功率面陣接收器來(lái)接收散射光強(qiáng)，推導(dǎo)了蒸汽濕度求解的計(jì)算方法，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了后向散射測(cè)量實(shí)驗(yàn)方案，(3)最后，根據(jù)后向散射測(cè)量實(shí)驗(yàn)方案，在模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了多組實(shí)驗(yàn)。設(shè)定不同的入射光強(qiáng)，不同的接收散射角度，不同的截面位置以及不同的工況參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，得到了散射光強(qiáng)分布的圖像。結(jié)果表明隨著后向散射角度增大散射光強(qiáng)逐漸減弱