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基于优化速度检测算法的气固两相流参数检测系统刘大震;杨道业【摘要】为了实现气固两相流流动参数的准确检测,设计了一套双截面8电极ECT 系统.采用交流激励的方法,完成28组电容值的检测及信号处理.在流速测量中,采用曲线拟合的方法避免了互相关算法下提取曲线最高值不准确的问题,有效提高了时延估计的精度.根据速度与浓度计算获取质量流量,并与重力传感器获取的质量流量结果进行比较,发现具有较好的一致性.%A twin-plane 8 electrode ECT system was designed to accurately measure the flow parameters of gas -solid two phase flow.The method of AC excitation was used to complete the detection and signal processing of 28 groups of capacitance val-ues.In the measurement of flow velocity , the method of curve fitting was used to avoid the problem under the cross-correlation al-gorithm that the maximum value of the curve was not accurate .The accuracy of delay estimation was improved effectively .The mass flow rate is calculated according to the velocity and concentration , and the results are compared with that obtained by gravity sen-sor.The results show good consistency .【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】4页(P104-107)【关键词】气固两相流;双截面;曲线拟合;互相关算法;流速;质量流量【作者】刘大震;杨道业【作者单位】南京工业大学电气工程与控制科学学院,江苏南京 211816;南京工业大学电气工程与控制科学学院,江苏南京 211816【正文语种】中文【中图分类】TH70 引言多相流测量广泛存在于化工、石油、电力等领域，准确的流型识别与流速、质量流量等参数的测量对工业生产、运输具有重要意义[1]。
气固两相流静电相关流速测量研究的开题报告一、研究背景气固两相流静电相关流速测量是现代流体测量技术的重要组成部分，其应用范围广泛，包括石油工业、化工工业、环保工业等领域。
通过测量气固两相流静电相关流速，可以有效地控制生产过程中的流量，提高生产效率，保障工业生产的安全和稳定。
然而，气固两相流静电相关流速的测量难度较大，由于两相流速不均匀性以及其他干扰因素的存在，使得测量精度和可靠性较难保证，因此有必要进行相关的研究。
二、研究目的本研究旨在探究气固两相流静电相关流速的测量方法和技术，寻求一种更加准确和可靠的气固两相流静电相关流速测量方案，以提高工业生产效率和产品质量。
三、研究内容和方法1.分析气固两相流静电相关流速测量的原理和方法，综述现有的相关测量技术，分析其优缺点和适用范围。
2.设计并建立一套气固两相流静电相关流速测量实验系统，研究流速测量误差来源和影响因素，进行系统校准。
3.基于实验数据，提出一种基于静电相关原理的气固两相流流速测量方法和技术，探究其适用范围，对其进行检验和验证。
4.通过对研究结果的分析和总结，归纳出具有重要意义的结论和启示，提出未来相关研究方向和发展趋势。
本研究采用实验和理论相结合的研究方法，通过校准实验和模拟实验，收集并分析实验数据，结合现有理论知识，探究气固两相流静电相关流速测量方法的优化方案。
四、研究意义气固两相流静电相关流速测量技术的研究对工业生产具有重要意义，可以提高生产效率，防止生产事故，保障工业生产的安全和稳定。
此外，本研究还可以为相关领域的研究提供参考，并对气固两相流领域的科研人员和工程技术人员有重要的指导意义。
五、预期成果1.建立一套可靠的气固两相流静电相关流速测量实验系统，研究流速测量误差来源和影响因素，进行系统校准。
2.提出一种基于静电相关原理的气固两相流流速测量方法和技术，探究其适用范围，并进行检验和验证。
3.总结具有重要意义的结论和启示，提出未来相关研究方向和发展趋势。
外场作用下流化床中气固两相流动数值模拟气固两相流化床已广泛应用于能源、化工、制药、石油等领域。
为了改善流化床的流化质量,通常采用对颗粒表面进行改性或者加入外能量场的方法,消除流化过程中出现的气固混合不均匀、扬析、沟流、颗粒损失等现象。
目前常用的外能量场有振动场、磁场、声场、电场等。
随着计算机性能的提高,离散元方法(DEM)在稠密气固两相流动数值模拟中得到广泛应用。
研究结果较好地复现了实际颗粒流化过程,预测了颗粒流动机理。
本文将对振动场、磁场和声场作为外加能量场的流化床内气固两相流动特性进行数值模拟,从宏观运动和受力分析角度研究外场对气固流动的影响。
采用Euler-Lagrange方法模拟气体和颗粒流动,颗粒碰撞采用软球模型。
同时考虑外场对颗粒受力的影响,建立不同外场作用下颗粒运动模型。
采用FORTRAN语言,自行编写计算程序。
为减小数值模拟运算量,在颗粒搜索方式上采用了定区域升序搜索,以提高运算速度。
通过上述模拟方法对外场作用下的流动现象进行复现,讨论了不同参数对气固流化特性的影响。
对于振动辅助气固流化床,考虑床体振动引起布风板所在的计算网格中心位置变化对空隙率和气体压力计算的影响,建立了振动辅助气固流化床的Euler-DEM计算模型,数值模拟研究床体竖直振动(整床振动)流化床中气体-颗粒流动过程。
研究振动幅值和振动频率对颗粒速度、浓度分布等的影响,分析振动能量从布风板传入气固两相流体的传播机理。
数值模拟发现,布风板振动导致布风板表面形成周期的低颗粒浓度区,振动空隙的出现促使床层内大气泡生成。
沿床高形成了受振动空隙影响的近布风板低颗粒浓度区域、床层中部高浓度区域和床层表面的过渡区域。
随着振动幅值和振动频率增加,平均颗粒浓度、颗粒速度、曳力径向分布都趋于均匀。
随布风板振动床层气体压力和气体压降均呈现周期振荡,由快速傅立叶变换(FFT)得到的气体压力波传播速度随振动频率增加而增大。
布风板产生的振动能量主要通过:(1)在布风板加速运动周期中布风板与颗粒之间的非弹性碰撞作用;(2)布风板减速运动周期中由气体压力波传递给床内气体-颗粒两相流体。
基于气固两相流的粉尘质量浓度测量装置优化刘丹丹;魏重宇;李德文;滕昱玲【摘要】针对传统光散射粉尘测量仪易受粉尘污染的问题,利用Fluent软件对粉尘采集通道内的气固两相流进行数值仿真,通过粉尘颗粒的运动轨迹找出污染光学结构的因素,并重新设计合理的通道结构.从仿真数据看出当气流途经测量口处时产生了低速涡流,在其长期低速冲蚀下,造成测量口处粒子的残留堆积;经过项目组对测量结构的改进,设计了1种不易被粉尘污染的装置.仿真实验结果表明,这种新型的设计能使气流高速通过测量通道,并在测量口处产生了高速湍动涡流,使粒子不易在测量口处残留,从而保证了测量的准确性和时效性.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2016(041)007【总页数】5页(P1866-1870)【关键词】污染;光散射;粉尘测量;数值仿真;气固两相流【作者】刘丹丹;魏重宇;李德文;滕昱玲【作者单位】黑龙江科技大学电气与控制工程学院,黑龙江哈尔滨150022;黑龙江科技大学电气与控制工程学院,黑龙江哈尔滨150022;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400037;瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400039;空军大连通信士官学校,辽宁大连116600【正文语种】中文【中图分类】TD711.35随着矿山、冶金、玻璃制造、陶瓷、耐火材料等行业生产的大规模发展，粉尘的危害逐渐被人们认识，比如造成机械磨损，粉尘引起燃烧爆炸等[1-2]。
尤其对于长期在煤矿从事采煤工作的工人，他们长期吸入游离二氧化硅含量较高的粉尘，这种情况容易导致患煤矽肺病，严重危害了身体健康，所以1种性能优良的粉尘质量浓度检测装置显得尤为重要[3-5]。
目前普遍使用的粉尘质量浓度传感器都是利用MIE光散射原理制作的，在粉尘经过测试电路时，其质量浓度大小与光散射的强度成线性关系，而与其他物理量无关[6]。
国内外对粉尘质量浓度传感器研究较早，但普遍存在很多问题，例如测量光路极易被粉尘堵塞、测量结构容易被污染、抗干扰能力差等，这些问题都与测量结构的不合理设计息息相关[7-8]。
基于FLUENT的气力输送浓相气固两相流数值模拟基于FLUENT的气力输送浓相气固两相流数值模拟气力输送是一种常见的固体颗粒输送技术，通过气体的运动将固体颗粒推送到目标位置。
在许多工业领域中，气力输送被广泛应用于原料处理、煤粉燃烧、水泥生产等过程中。
在实际工程中，了解气固两相流的行为对于优化系统设计和操作至关重要。
本文将介绍基于FLUENT软件的气力输送浓相气固两相流数值模拟方法，并讨论其在工程实践中的应用。
气力输送中，固体颗粒在气体的推动下运动，其行为受到气体速度、压力、颗粒浓度等因素的影响。
在数值模拟中，通过建立和求解基于气固多相流动方程组的数学模型，可以模拟和预测气力输送过程中的关键参数，如颗粒速度、浓度分布、压力损失等。
而FLUENT软件作为一种广泛应用于多相流数值模拟的工具，在气力输送中也得到了有效应用。
首先，建立气力输送的数学模型是数值模拟的基础。
气固两相流动的数学模型可以通过包含连续相和离散相的两个连续方程和两个动量守恒方程来描述。
通过该模型，可以确定气体相和固体相的速度、浓度和压力分布，进而得到系统内气体固体两相混合的行为。
其次，利用基于FLUENT软件进行气力输送的数值模拟。
FLUENT软件提供了多相流模型的求解器和预处理工具，可以快速且准确地模拟各种气固两相流动现象。
在建模过程中，可以设置物理边界条件、离散算法和求解器选项，以最好地适应实际情况。
利用FLUENT软件，可以模拟不同工况下的气力输送过程，并研究其对系统性能和效率的影响。
在进行气力输送浓相气固两相流数值模拟时，除了建立合适的模型和使用适当的数值方法外，还需要合理地选择和设定模型参数。
例如，气体和颗粒的物理属性、颗粒-颗粒、颗粒-壁面的相互作用以及颗粒的初始分布等参数都会影响模拟结果的准确性和可信度。
因此，在使用FLUENT软件进行气力输送模拟时，需要进行一系列的验证和校准工作，以确保模拟结果的可靠性和准确性。
在工程实践中，基于FLUENT的气力输送浓相气固两相流数值模拟可以应用于多个方面。
流固两相流中固相参数测量方法研究的开题报告标题：流固两相流中固相参数测量方法研究研究背景：流固两相流是指液体中含有固体颗粒物质的流体状态，如沙水混合流、煤泥水混合流等。
流固两相流在工业生产中广泛存在，具有重要的工程应用。
在流固两相流传热、传质、传动过程中，固相参数（如颗粒浓度、粒径分布等）的测量对于流固两相流的研究和工程应用有着重要的作用。
当前常用的固相参数测量方法有离线样品分析法、激光光散射法和微波共振法等，这些方法虽然已经很成熟，但存在着不同程度的缺陷。
因此，需要探索更加有效和准确的固相参数测量方法。
研究内容：本文旨在探究流固两相流中固相参数的测量方法。
具体研究内容包括：1. 基于离线样品分析法、激光光散射法和微波共振法的相关理论和应用研究，分析各方法的优缺点和适用范围。
2. 针对目前常用方法存在的问题和局限性，探索设计一种新型的固相参数测量方法，比较其与常用方法的差异。
3. 利用实验室建立的流固两相流实验系统进行实验研究，通过对比不同方法得到固相参数测量结果的偏差和误差。
4. 对比不同方法的各自优劣，分析新型测量方法的实际应用价值和前景。
研究意义：本文研究的流固两相流中固相参数测量方法，对于加深对流固两相流在传热、传质、传动等方面的理解，优化工业生产过程，提高工业生产效率和品质，有着重要的实际应用价值和科学研究意义。
研究方法：1. 文献综述法：对现有固相参数测量方法的文献资料进行综述，分析各方法的优劣。
2. 系统设计法：根据文献资料，设计一种新型的固相参数测量方法。
3. 数值计算法：利用数学模型对流固两相流的特性进行描述和计算。
4. 实验研究法：利用实验室建立的流固两相流实验系统进行实验研究，比较不同方法下的固相参数测量结果。
预期成果：1. 对现有流固两相流中固相参数测量方法进行了系统的综述和分析，找到方法存在的问题和改进措施，为后续研究提供了理论支撑和参考。
2. 设计一种新型的固相参数测量方法，在实验验证中取得更加准确的固相参数数据，解决了常用方法存在的问题，提高了固相参数数据的可靠性和精度。
1 流态化理论1.1流态化现象流化床燃烧方式的气体动力学基础是固体燃料的流态化。
所谓固体燃料的流态化,是指固体颗粒在与流动着的流体混合后,能像流体那样自由流动的现象。
除重力作用外，一般是依靠气体或液体的流动来带动固体粒子运动的。
ParticlesflowGas flow1 流态化理论1.1 流态化现象•流态化用来描述固体颗粒与流体接触的某种运动形态。
•气体达到能将颗粒悬浮的速度，颗粒彼此之间分离，颗粒在任何方向上运动和转动。
•与高粘度液体性质相似。
1.1流态化现象ParticlesflowGas flow1 流态化理论1.2流态化的描述及其性质⏹散式流化和聚式流化 散式流化d b /dp＜1d b ——气泡直径dp——颗粒直径对于L-S系统，流体与粒子的密度相差不大，故umf 一般很小，流速进一步提高时，床层膨胀均匀且波动很小，粒子在床内的分布也比较均匀，故称作散式流化态。
颗粒越细，流体与固体的△ρ值越小，则越接近理想流化，流化质量也就越好。
1.2流态化的描述及其性质 聚式流化d b /dp＞10对于G-S系统，一般在气速超过Umf后，将会出现气泡，气速越高，气泡造成的扰动也越剧烈，使床层波动频繁，这种形态的流化床称聚式流化床。
处于流化状态的颗粒系统称为流化床当气体通过布风板自下而上地穿过固体颗粒随意填充状态的床层时，整体床层将依气体流速的不断增大而呈现完全不同的状态。
1.2流态化的描述及其性质1.2流态化的描述及其性质总结：固定床：固体粒子处于堆紧状态，颗粒静止不动的床层，叫做固定床。
床层的压降随流体流速的增加而增加。
移动床：流体和固体颗粒同时进入反应器，他们互相接触，一面进行反应，一面颗粒移动。
流化床：床层颗粒之间脱离接触，颗粒悬浮在流体中，往各个方向运动的床层叫做流化床。
床层高度和空隙率随流速增大而增大，但床层压降基本不随流速而变。
散式流化床：固体颗粒脱离接触，但颗粒分布均匀，颗粒间充满流体，无颗粒与流体的聚集状态，此时已具有一些流体性能。
气固两相流速度及质量流量的静电测量法研究本文旨在探讨静电测量法在气固两相流速度及质量流量的测量方面的应用。
以气固两相流动作为研究对象，首先介绍了静电测量法的基本原理及基本原理，以及静电测量法在气固两相流速度和质量流量测量中的特定情况。
然后，重点阐述了静电测量法在气固两相流速度及质量流量测量的优势，并结合实际情况，阐明了静电测量法的应用技术和精度。
最后，针对存在的不足，提出了未来的发展方向。
静电测量法是一种求解气体的流动特性和流体的质量流量的常用方法，可用于探测气固两相流动中的速度和质量流量。
静电测量法试图通过传感器感知流体中的电子，来检测气固两相流速度和质量流量。
当电子在流体中流动时，会产生静电电压，这种静电电压可以用传感器检测，从而得到相应的流量和速度信息。
在应用于气固两相流速度和质量流量测量时，静电测量法有以下几种特点：（1）操作简单，测量过程无需使用外部污染物或有毒物质，只需要用传感器简单的测量即可；（2）测量过程无时延，不受气体粒子大小和流体浓度的影响；（3）测量精度高，能够准确的检测气固两相流速度和质量流量；（4）测量范围广，可以在气体、液体、和固体流体中测量。
在使用静电测量法测量气固两相流速度和质量流量时，首先要设计静电测量系统，其中传感器是最重要的，它需要考虑流体的特性和温度，以便准确的测量流体的质量流量和速度。
在测量过程中，可以通过实验参数来检测流体中的电子，从而得到正确的流量数据。
设计完成后，需要对测量系统进行校准，以确保其精度和准确性。
在实践中，静电测量法在气固两相流速度及质量流量测量方面也有一定的局限性。
其中，由于流体中存在静电参数，它们会影响测量精度，因此，在静电测量法测量气固两相流速度及质量流量时，需要进行一些特殊的处理，以确保测量的精度。
总的来说，静电测量法在气固两相流速度及质量流量测量方面具有许多优势，可以用于实时的准确的测量。
随着研究的深入，静电测量法在气固两相流速度及质量流量测量方面还存在一些不足，例如，在低速流动环境中，测量数据可能会受到流体粒子大小和流体静电参数的影响，在这种情况下，静电测量法可能会出现偏差。
论坛编辑︱王海英︱E-m ail:zhiy ezazh i@163.co mDISCUSSION大家谈浅谈气液两相流测量技术及其应用气液两相流是各类两相流中最常见、最复杂的两相流动体系之一。
在两相流动过程中，由于相界面的形状和分布都是随时间和空间变化的，并且两相之间存在速度差，使得两相流动过程要比单相流动复杂得多，同时在两相流中也增加了一些在单相流中不存在的参数。
准确检测两相流的各种参数对现代工业设备的研制和开发具有非常重要的意义。
自然界中的常见物质可分为三相：气相、液相和固相。
只有单相物质的流动称为单相流，如气体流或液体流。
存在相界面且界面随流动变化的两相物质的混合流动称为两相流，如气体和液体混合流动的气液两相流，气体和固体混合流动的气固两相流。
同时存在三种物质的流动称为三相流。
两／多相流广泛存在于化工、石油、动力、原子能、环保、轻工等许多工业应用场合。
其中，两相流更是遍布于煤粉输送、石油开采、原油输运、工业排污和气力输送等与人类生产和生活实践活动密切相关的过程中。
气液两相流经常出现在许多工程设备和工业过程中。
一、气液两相流主要参数介绍由于气液两相流具有比单相流更加复杂的流动特性，且相间存在界面和相对速度，致使两相流的描述比单相流更加复杂。
相应地，描述两相流动的参数与描述单相流动的参数相比，增加了一些新的特征参数。
常用的两相流主要参数如下。
1．流型流型指两相流流动的形式或结构。
两相流两相之间相界面的形状及各相的分布情况不仅随空间、时间的变化而随机变化，而且随流量、物性、管道几何尺寸和位置等因素的改变而呈现出多种形式。
气液两相流体在管道中的压力降、截面分相含率、传热传质规律、相界面的稳定性等与流型都有着极为密切的关系。
2．分相含率两相流的种类不同，表示分相含率的术语也不同。
如在气液两相流中，分相含率用含气率表示，而含气率也有质量流量含气率、容积流量含气率和截面含气率三种形式。
截面含气率又称空隙率，指气相所占截面积和总流通截面积之比。
