本文關鍵詞：循環(huán)流化床氣固流動過程三維電容層析成像研究

  更多相關文章： 三維電容層析成像 雙電極激勵模式 循環(huán)流化床鍋爐 氣泡直徑與速度測量

【摘要】：循環(huán)流化床鍋爐在煤種適應性和污染物排放方面具有較大優(yōu)勢,而我國能源結構以煤為主,因此循環(huán)流化床鍋爐在我國得到了大力發(fā)展。循環(huán)流化床的大型化可進一步發(fā)揮其優(yōu)點,然而底部密相區(qū)的氣固流動特性研究仍不夠透徹,從而對其發(fā)展形成了制約。電容層析成像(ECT)技術是一種過程層析技術,基于電極對之間的電容變化來得到介電常數(shù)分布。相比其他過程層析技術,ECT技術具有無輻射、結構簡單、成本低、成像速度快等優(yōu)點,適合對循環(huán)流化床內的氣固流動特性進行可視化測量研究。然而目前ECT技術多集中于二維(2D)的應用。相比于二維ECT只能獲得斷面的濃度分布數(shù)據,三維(3D) ECT技術可以獲得空間區(qū)域內濃度、速度等分布信息,因此三維ECT技術得到越來越多的關注。三維ECT傳感器因具有多個電極平面,結構較為復雜。為了利用三維ECT對循環(huán)流化床中的氣固流動進行測量,需要對其進行深入研究。本文設計了具有三層電極的ECT傳感器,并考慮了電極旋轉對傳感器性能的影響。針對傳統(tǒng)的單電極激勵模式,分析了同層相鄰雙電極激勵模式和不同層雙電極激勵模式特性。針對上述三種激勵方式和兩種傳感器模型,本文對六種組合模式進行了數(shù)值模擬和靜態(tài)實驗研究,對比了不同結構的三維ECT傳感器的特性。同時搭建了小型循環(huán)流化床冷態(tài)實驗臺,將三維ECT傳感器安裝到提升管密相區(qū)以進行測量,研究在不同激勵模式下循環(huán)流化床提升管底部密相區(qū)的氣固流動特性。根據測量數(shù)據,本文對提升管密相區(qū)相關氣泡直徑和氣泡上升速度進行了理論分析和實驗研究。實驗結果表明,三維ECT可以用來研究循環(huán)流化床密相區(qū)的氣固流動特性,獲取氣泡運動過程,估計氣泡直徑。
【關鍵詞】：三維電容層析成像 雙電極激勵模式 循環(huán)流化床鍋爐 氣泡直徑與速度測量
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(工程熱物理研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK229.66
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 課題的研究背景及意義11-12
• 1.2 本課題國內外研究現(xiàn)狀12-21
• 1.2.1 三維ECT基本原理12-13
• 1.2.2 ECT重構算法13-14
• 1.2.3 三維ECT技術發(fā)展及ECT技術在循環(huán)流化床中的應用14-21
• 1.3 本文研究內容21-23
• 第2章 三維ECT模擬研究23-35
• 2.1 ECT模型23
• 2.2 多電極激勵模式23-24
• 2.3 流型設置24-25
• 2.4 模擬結果25-34
• 2.4.1 電容值分析25-29
• 2.4.2 敏感場分析29-30
• 2.4.3 重構圖像30-32
• 2.4.4 噪聲分析32-34
• 2.5 結論34-35
• 第3章 三維ECT靜態(tài)實驗研究35-41
• 3.1 實驗設置35
• 3.2 ECT測量系統(tǒng)35-36
• 3.3 實驗結果36-39
• 3.3.1 電容值分析36-38
• 3.3.2 重構圖像38-39
• 3.4 結論39-41
• 第4章 三維ECT動態(tài)實驗研究41-63
• 4.1 循環(huán)流化床冷態(tài)實驗臺及實驗條件41-45
• 4.1.1 循環(huán)流化床冷態(tài)實驗臺及測量裝置41-44
• 4.1.2 實驗物料44-45
• 4.1.3 工況設置45
• 4.2 實驗結果45-60
• 4.2.1 信噪比分析45-46
• 4.2.2 氣泡圖像分析46-49
• 4.2.3 氣泡直徑分析49-53
• 4.2.4 氣泡速度分析53-59
• 4.2.5 濃度變化分析59-60
• 4.2.6 壓力信號變化分析60
• 4.3 結論60-63
• 第5章 結論與展望63-65
• 5.1 主要結論63
• 5.2 創(chuàng)新點63
• 5.3 工作展望63-65
• 參考文獻65-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文71-73
• 攻讀碩士學位期間參與的科研課題73-75
• 致謝75

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