声发射信号分析与旋风分离器内颗粒粒径测量

采用声发射检测技术,在颗粒碰撞壁面产生声发射信号的机理上,结合小波算法,建立旋风分离器中固相颗粒粒径的声发射预测模型。在旋风分离器中,分别考察4种不同粒径的活性炭颗粒在0.137,0.214,0.296 m/s3个气相条件下的声发射信号,在流态稳定情况下,在0—500 k Hz采样频率范围内对声发射信号做二阶Daubechies9尺度小波分解,得到代表固体颗粒粒径的特征频段。实验发现特征频段下的声发射信号能量与气相速度的二次方、固相颗粒粒径存在线性关系。固相颗粒粒径的声发射模型的计算值与实际测量值之间的平均相对误差为14.3%,表明声发射技术能够实现固相颗粒粒径的准确、非侵入式的实时在线测量。

基于ANSYS电涡流测厚线圈的优化设计

以连铸结晶器内的45#钢薄板坯为研究对象,采用有限元软件ANSYS建立电涡流测多层板厚度模型。研究了涡流测厚线圈在不同外半径、厚度和匝数的情况下,线圈的阻抗变化和金属板电涡流密度变化趋势,通过对变化趋势进行分析得出线圈最优尺寸。研究结果表明:在线圈激励频率和提离不变的条件下,线圈外径大时,涡流线圈的敏感范围大,线性范围相应就会增大,但灵敏度降低,反之亦然;外径大小一定时,线圈越薄,线圈的线性测量范围和灵敏度越高;匝数的增多,使线性范围增大、灵敏度降低,同时抑制温漂的产生。

基于声发射的气固两相流流型识别

气固流化床中流型的识别是两相流相关参数检测的重要内容。利用声发射检测技术对气固流化床进行数据采样,结合数理统计、小波算法以及信息熵等方法提取气固流化床中不同流型的特征参数。由实验结果可知,此方法提取出的特征参数真实反映了典型气固流型下的动力学特征,在流化床中,鼓泡床、湍动床和快速流化床在时域、频域有着显著的区别。将小波能量、数理统计的结果以及小波包分解后的信息熵导入支持向量机(SVM)中,进行气固流型识别,正确率85%。因此,声发射检测技术与支持向量机相结合的方法可用于气固两相流流型的识别,具有一定的可行性。

基于ANSYS的45钢结晶器内传热分析

采用液面波动VOF和传热模型,运用ANSYS CFX有限元仿真软件构建薄板坯在结晶器内的波动状况和温度场分布。通过有限元计算可知:液面波动VOF模型可以有效地对三维结晶器液面波动进行模拟;通过仿真研究拉速与液面波动的关系和拉速与温度场的关系,得出随着拉速的增大,液面波动加剧,卷渣增多,结晶器出口处的温度增大。

基于声发射旋风分离器内颗粒粒度分析

采用声发射技术对旋风分离器内颗粒粒度进行分析,获得了声发射信号结构与分离器内气固两相运动行为的对应关系。选用0.4 mm、0.7 mm、1.5 mm和2 mm的活性炭颗粒进行实验,将采样得到声发射信号进行Daubechies二阶小波的1~9尺度分解,用R/S算法分别求取各个频段的Hurst指数。结果表明,声发射信号具有多尺度特征,依据hurst指数的不同,将其划分为微尺度、介尺度、宏尺度,分别反映颗粒间的无规则运动、主体流相对于系统运动或不同主体流之间的相互运动,整个系统相对于外界环境随时间的变化。在同一质量流量下,计算出各颗粒粒径对应的微尺度,介尺度分别所占总能量的比值。实验发现,固相颗粒粒径与其有很大的相关性;随着粒子尺寸的增大,微尺度信号所占的能量比率减少,介尺度能量所占的比率增加。声发射技术可用于旋风分离器内颗粒粒度的分析。

基于ANSYS的45^#钢结晶器内温度场模拟

以包钢薄板坯连铸结晶器内的45^#钢为研究对象，利用ANSYS有限元软件建立二维非稳态传热模型。研究了在不同拉速和过热度条件下，铸坯在结晶器出口处温度和坯壳厚度变化的情况。结果表明：拉速增大时，结晶器出口处的温度升高、坯壳厚度变薄，且坯壳厚度的变化曲线Hanno提出的定律相一致；同样，过热度增大时，结晶器在出口处的温度也升高，过热度对角部坯壳厚度影响作用明显。通过有限元计算，给出了结晶器出口处铸坯温度分布和坯壳的厚度范围，分析了其影响因素，这为其他凝固坯壳厚度在线无损检测提供参考数据。

多频电涡流法测量连铸坯壳厚度的方法

以连铸结晶器内的45号钢薄板坯为研究对象,采用有限元软件ANSYS建立多频电涡流测多层板厚度模型。采用激励频率优选法选择2个最优频率对传感器线圈进行激励,研究固液相区板层总厚度不变,凝固坯壳层厚度变化以及固液相区板层和凝固坯壳厚度层同时变化的2种情况下传感器输出信号规律。通过Matlab对数据进行拟合和对拟合进行残差分析。研究结果表明:多频测量坯壳厚度的激励频率可以通过频率优选法进行选取,同时坯壳厚度变化与电压幅值呈现出良好的线性关系,通过残差图也可以看出各个采样点的拟合情况良好。