基于耦合模型的电容法两相流相含率测量性能分析

对于电学法多相流参数检测系统,电学传感器的结构是影响测量系统性能优劣的关键因素之一。目前,常采用静电场仿真或大量的实测试验来选择传感器结构及参数,然而,静电场仿真只能研究传感器的静态电学特征,并不能结合实际的多相流流动特性,且试验验证需要消耗大量的人力、物力及时间来应对不同对象及应用条件。针对以上问题,该文采用一种流场-电场耦合的三维动态仿真方法,建立混合流体的分布状态与电学传感器输出信号变化之间的关系,结合多相流流动特性综合评估传感器系统的测量性能。该耦合模型以气固两相流相含率检测为研究对象,分别对3种传感器系统的灵敏度和相关系数进行量化分析,以评估它们的测量性能,并在搭建的气固两相流相含率测量平台上验证该耦合模型的有效性。

基于电容传感器的两相流参数检测原理及应用

两相流是现代诸多工业过程中的常见对象,对两相流流动参数与流型的准确检测对优化生产策略、安全高效生产、工业过程准确控制意义深远。作为一种非侵入、不辐射、防爆、安全可靠的检测手段,基于电容法的两相流流动参数与流型检测技术长期以来都是国内外的研究热点,是解决该测量问题的重要方法之一。该文围绕电容法在两相流参数检测中的应用,从电容法两相流参数测量的原理、电容法在相含率测量、流型识别中的应用,以及电容层析成像技术在两相流参数检测中的应用等几方面,对以往国内外学者在该方面的研究工作进行了回顾,讨论了电学法两相流参数与流型检测技术目前尚存在的问题以及未来的研究方向。

微小卫星液化推进剂气化过程可视化检测方法

微小卫星在科学研究、交通导航、自然灾害预报、城市规划、环境监测、国防安全等领域应用潜力巨大.然而,作为常用于微小卫星系统的液化气推进装置,其推进剂存在气化不完全问题,导致推进性能下降.为了有效控制气化过程,研究了基于电容层析成像(ECT)技术的液化推进剂气化过程可视化和气相含率检测方法.为了提高测量信噪比和降低加工难度,设计了一个6电极柔性PCB传感器.针对6电极成像质量较差问题,在线性反投影(LBP)和Tikhonov正则化的基础上,提出了像素插值法,建立了灰度值-相含率映射模型.仿真结果表明,应用像素插值后,重建图像平均相对误差降低了7.72%,图像质量显著提高,相含率测量误差显著减低(不大于4.86%).最后,基于微小卫星推进剂气化的实际情况设计了模拟实验装置,证明了所设计的柔性PCB传感器和所提出算法及映射模型的可行性.

垂直方向内外管-近红外系统两相流特性研究

在天然气、石油、化工、锅炉、电子冷却装置、核反应堆等工业过程中,能够准确检测两相流的特性参数具有非常重要的实际意义。利用优化后的差压-红外组合测量装置,实现了总质量流量和液相体积含率的双参数测量,进而得到分相质量流量。在河北大学多相流实验室进行了垂直管段弹状流、泡状流及其过渡流型的实验验证,结果表明液相体积含率最大相对误差为6. 30%,两相质量流量最大相对误差为7. 68%,液相质量流量最大相对误差为6. 63%,气相质量流量的最大相对误差为33. 49%。该研究为工业生产中两相流不分离测量提供了一种新的测量方法。