流固耦合传热对蒸汽湿度测量传感器的影响

采用流固耦合法,分析计算了不同蒸汽参数及流速条件下谐振腔内的温度分布;加载温度载荷,计算了不同条件下谐振腔体的热变形量;根据谐振腔体有效部分内表面节点热变形量的平均值,分析了谐振腔体节点热变形对谐振频率的影响.结果表明:随着蒸汽温度升高和流速增大,谐振腔体温度升高,热变形量增大,谐振频率偏移量增大.应从谐振腔的材料、结构设计及蒸汽湿度测量方案等方面进行改进,以降低谐振腔体节点热变形对蒸汽湿度测量的影响.

汽轮机蒸汽湿度测量系统的频率跟踪设计

在蒸汽湿度测量系统中,为解决频率跟踪时延过长问题,提出了一种新的频率跟踪方法。根据微波谐振腔对不同频率输入信号的调制作用,通过鉴幅、鉴相判断输入信号频率与微波谐振腔谐振频率的关系,进而利用单片机控制压控振荡器(VCO)的输出频率,从而减小频率跟踪的时延,并实现频率跟踪的智能化。

流动湿蒸汽湿度谐振腔微扰法测量的实验研究

介绍了谐振腔材料微扰技术连续测量流动湿蒸汽湿度的原理,设计了适用于流动湿蒸汽湿度连续测量的谐振器及测量系统。与现有的热力学法或光学法测量方法相比,测量系统简单,抗污染能力强,能实现蒸汽湿度的在线连续测量。影响测量精度的因素主要是温度、压力的测量精度和谐振腔形状微扰。

微波谐振腔测量蒸汽湿度非等动能取样误差分析

为了准确计算微波谐振腔的取样误差,分析了非等动能取样原理,针对2种不同的取样端,采用拉格朗日方法计算水滴运动轨迹,得到了不同工况和水滴尺寸下由于取样偏差导致的湿度测量误差.结果表明:当马赫数较小时,取样误差受水滴尺寸影响较小;而马赫数较大时,取样误差不仅与水滴尺寸密切相关,而且明显受工况的影响;通过优化谐振腔的取样端结构,可以有效减小由于取样产生的测量误差;由于电厂汽轮机排汽马赫数较小,通过取样修正,微波谐振腔可以达到较高的取样精度.

谐振腔内沉积水膜对蒸汽湿度微波谐振腔法测量精度的影响

微波谐振腔法测量蒸汽湿度时,由于液滴的沉积在谐振腔内壁会形成一层水膜。分析了沉积水膜在腔内的分布及水膜对测量结果的影响。结果表明:在水膜较薄时,其对测量结果的影响非常小,随着水膜厚度的增大其影响明显增加。用于汽轮机排汽湿度测量时,谐振腔内壁水膜厚度不到10μm,忽略水膜影响引起的测量误差只有0.1%。

电容法测量蒸汽湿度的可行性研究

结合介电理论以及水和水蒸气的性质,研究了水和水蒸气的静态相对介电常数随压力和温度的变化趋势,并分析了造成水和水蒸气介电常数变化的原因。研究结果表明,水的介电常数受温度的影响更大,而水蒸气的介电常数则受压力的影响更大。由于水和水蒸气的介电常数差异非常大,根据电容法测量原理,利用圆筒形电容传感器进行了湿度测量试验,结果表明利用电容法测量饱和湿蒸气湿度是可行的。

在线测量汽轮机排汽湿度的微波谐振腔结构优化

基于谐振腔微扰测量汽轮机排汽湿度,谐振腔起传感器的作用,谐振腔结构对测量的准确性和精确性具有重要影响。根据汽轮机内湿蒸汽特点,分析确定谐振腔类型及其工作模式和基本工作频率。利用ANSOFTHFSS9.0软件,对用于汽轮机排汽湿度测量的微波谐振腔的腔体结构、腔体两端分隔器及谐振腔与波导的耦合结构进行了仿真设计及优化。椭圆孔具有最好的耦合效果,端部采用三圆环网格分隔器结构最优。计算及测试表明,谐振腔具有良好电磁特性,其空腔品质因数可达到12×104。模拟分析了谐振腔及其连接件对湿蒸汽两相流场的影响,优化确定谐振腔迎风端结构。谐振腔入口壁面制成楔形有利于提高测量的精度。