基于靜電傳感器陣列的流化床內(nèi)顆粒動態(tài)特性的測量.pdf

1、流化床因為其出色的傳熱和傳質(zhì)效率與處理大量顆粒的能力而被廣泛應用于很多工業(yè)場合。流化床中顆粒的速度與濃度等運行參數(shù)是保障其正常運行的關鍵性因素。通過對這些運行參數(shù)進行實時測量與監(jiān)測，可實現(xiàn)工業(yè)過程的優(yōu)化控制，提高生產(chǎn)效率并且有助于降低環(huán)境污染等問題。靜電法是針對顆粒運動特征參數(shù)的一種新型測量方法，且該方法具有成本低、性能穩(wěn)定、靈敏度高、測量裝置簡單和適用于惡劣的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境等優(yōu)點，現(xiàn)已被用于氣力輸送的過程中。本論文基于靜電測量原理，采用

2、一種靈敏度更高且分布更加均勻的網(wǎng)狀靜電傳感器，對固體顆粒動態(tài)參數(shù)的測量進行了相關的理論和實驗研究，并得出了一定的實驗結果，主要結論如下:
　　1.為了驗證網(wǎng)狀靜電傳感器的測量性能，在實驗室規(guī)模氣力輸送管道的彎管處進行了實驗研究。通過對氣力輸送管道彎管附近上下游平面對應位置不同網(wǎng)狀電極所得靜電信號進行互相關計算，得出顆粒在彎管處的流速分布。從流速分布可以看出彎管徑向方向從左到右的速度廓型是相對均勻的。由于顆粒在經(jīng)過彎管的過程中，會受

3、到離心力的作用，從而使得沿著彎管外壁附近運動的顆粒速度更高。利用網(wǎng)狀電極一個平面上靜電信號的RMS值可以重建出彎管處固體顆粒的相對濃度分布。重建結果表明，重建后的相對濃度分布可以反映出固體顆粒通過彎管時在彎管外壁處的繩狀流流型。
　　2.網(wǎng)狀靜電傳感器被安裝在實驗室規(guī)模鼓泡流化床上，用于測量流化床中固體顆粒的速度廓形和電荷分布。網(wǎng)狀靜電傳感器上下游對應位置的電極上靜電信號作互相關計算可以得到固體顆粒的速度廓形，并分析了隨著氣體流量

4、的變化，沿著徑向方向的互相關系數(shù)的變化情況。加權平均速度可以在一定程度上表征流體的流動狀態(tài)，因此在本文中被用來增加測量的可靠性。靜電信號的RMS值被用于估算所有電極上的感應電荷量，并利用所得結果重建出電荷在截面處的分布情況。由于流化床內(nèi)顆粒速度廓形的影響，中心處電極上的感應電荷量大于管壁附近電極上的感應電荷量。并且截面處電荷分布相對均勻，相對于平均值的最大偏差小于24％。除此之外，還結合鼓泡床中顆粒的運動特性，對管壁附近下落顆粒的測量作