氣-固兩相流離散相濃度電容傳感器的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著科學技術(shù)的發(fā)展，氣/固兩相流體系越來越廣泛的存在于現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，如電廠發(fā)電、鋼鐵冶金、流化床反應(yīng)裝置中的氣/固兩相流以及糧食的氣力輸送等，它們都涉及到氣固兩相流體系。氣/固兩相流各種流動參數(shù)的精確測量與實時監(jiān)測都關(guān)系到生產(chǎn)過程的穩(wěn)定運行以及產(chǎn)品質(zhì)量的高低。由于氣/固兩相流屬于復雜流動體系，其流動參數(shù)的檢測一直以來都是一項亟待解決的技術(shù)難題。
　　電容法檢測濃度是利用兩相流流過電容時介電常數(shù)改變的原理來測量氣/固兩相流離散相

2、濃度的，具有非輻射、非侵入、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、適用范圍廣、安全性能好等優(yōu)點，在工業(yè)過程中具有良好的應(yīng)用前景。但離實際應(yīng)用尚有很大距離，在系統(tǒng)設(shè)計以及應(yīng)用上還存在不少問題和難點，有待進一步研究。
　　本文針對電容法在氣/固兩相流固相濃度參數(shù)檢測中存在的問題進行深入研究，氣/固兩相流固相的流型及分布在管道中的復雜變化對具有軟場特性的電容檢測場造成較大的輸出誤差；極稀相的固相濃度引起的電容變化量非常微小難以識別，因此本論文嘗

3、試解決以上兩個問題。
　　首先，為使電容值變化僅與氣/固兩相流流過傳感器模型的固相濃度變化有關(guān)，嘗試尋找一個靈敏度均勻的電容傳感器模型，通過對電容檢測場特性的了解和學習，以及對目前流行的螺旋電極電容傳感器模型進行數(shù)學建模分析和參數(shù)優(yōu)化，并利用大型有限元分析軟件 ANSYS對參數(shù)優(yōu)化后的電容模型的檢測場均勻性進行仿真，驗證了該模型具有較均勻的電容檢測場。
　　其次，為對由極稀相的固相濃度引起的微小電容變化量進行采集，以及結(jié)合互