氣固兩相流流動特性仿真及靜電測量方法研究.pdf

1、氣固兩相流廣泛存在于工業(yè)生產(chǎn)過程中,其流動參數(shù)的測量對于工業(yè)生產(chǎn)過程意義重大。氣固兩相流測量非常困難,多種因素會對測量造成不同程度的影響。靜電傳感器具有靈敏度高、結構簡單、抗干擾性等特點,有著廣大的發(fā)展前景。近年來,隨著計算機技術的高速發(fā)展,通過計算流體力學對復雜流體的研究成為可能。
　　本文研究利用靜電法測量氣固兩相流關鍵參數(shù)系統(tǒng),結合計算流體力學仿真,研究并分析了測量原理、功能以及改進的方向。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,設計用于靜電信號測量的放大電路。該電路使用靜電級精密運算放大器OPA129完成電荷到電壓的轉(zhuǎn)換及放大。根據(jù)需要,設計后續(xù)濾波電路與放大電路。該電路可以精確不失真的測量靜電傳感器的感應電荷量,并具有一定的抗干擾能力。
　　2.利用計算流體力學商業(yè)軟件建立用于氣固兩相流流動特性的仿真模型,并針對軟件中簡化的顆粒-壁面碰撞處理方式進行了改進,建立符合實際的顆粒-壁面碰撞模型,并利用

3、該模型進行相應的流體仿真,與實際的裝置測量結果進行比對,驗證模型的正確性。并利用已建立的模型進行流動特性探索。
　　3.在帶式靜電感應實驗裝置上對傳感器進行標定,驗證所設計傳感器的合理性。將該傳感器安裝于天津大學氣固兩相流實驗裝置上,進行速度與濃度測量,結合計算流體力學仿真,分析并證實了靜電測量系統(tǒng)設計的合理性。
　　4.設計用于工業(yè)現(xiàn)場的靜電傳感器,并安裝于天津楊柳青電廠的輸煤管道上,采集傳感器各個電極的靜電信號,實現(xiàn)了對