氣固兩相流論文氣固兩相流流動(dòng)參數(shù)檢測(cè)方法研究

1、【中文摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，氣固兩相流體系越來(lái)越廣泛的存在于現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，如電廠發(fā)電、鋼鐵冶金、流化床反應(yīng)裝置中的氣/固兩相流以及糧食的氣力輸送等，它們都涉及到氣固兩相流體系。氣固兩相流各種流動(dòng)參數(shù)的精確測(cè)量與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)都關(guān)系到生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定運(yùn)行以及產(chǎn)品質(zhì)量的高低。由于氣固兩相流屬于復(fù)雜流動(dòng)體系,其流動(dòng)參數(shù)的檢測(cè)方法一直以來(lái)都是一項(xiàng)亟待解決的技術(shù)難題。電容層析成像技術(shù)以其非接觸及可視化等優(yōu)點(diǎn)成為目前兩相流參數(shù)檢測(cè)方法的研究熱點(diǎn)。本文選擇電容層析成像技術(shù)作為切入點(diǎn)進(jìn)行了以下研究：首先,文章對(duì)電容層析成像技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析與研究,并且利用大型有限元分析軟件ANSY建立了二維、三維立體模型,

2、方便快捷的得出了仿真電容值，相比較于利用MATLA或者VC編程的方法獲得電容值縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間并降低了開(kāi)發(fā)成本。其次，通過(guò)對(duì)應(yīng)用于電容層析成像技術(shù)中的典型的八電極結(jié)構(gòu)傳感器進(jìn)行深入的分析與實(shí)驗(yàn)仿真，文章給出了此結(jié)構(gòu)傳感器的靈敏度分布，并且利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)實(shí)驗(yàn)管道內(nèi)部的物像分布進(jìn)行了圖像重建。結(jié)果表明，八電極電容傳感器沒(méi)有均勻的靈敏場(chǎng)分布以及較高的靈敏度，這給圖像重建的精確度造成了一定的影響。最后，為了【英文摘要】Withthedevelopmentofscieneeandtechnology,gas-solidtwo-phaseflowsystemsaremoreandmorewidelyFora

3、ppliedinmodernindustrialandagriculturalproduction.example,powerplant,ferrousmetallurgicalandfluidbedreactor,theirproductiveprocessalmostinvolvematerialpneumaticconveyingwhichbelongstogas-solidtwo-phaseflowsystems.Thegas-solidtwo-phaseflowparameters'accuratemeasurementandreal-timemonitoringarever

4、yimportantforthestableoperationoftheproductionprocessa.【關(guān)鍵詞】氣固兩相流神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像重建同軸電容傳感器螺旋電極【英文關(guān)鍵詞】TwophaseflowNeuralnetworkImagereconstructionCoaxialcapacitanceSensorSpiralelectrode【目錄】氣固兩相流流動(dòng)參數(shù)檢測(cè)方法研究摘要5-6Abstract61緒論9-181.1選題的背景和意義91.2氣固兩相流參數(shù)檢測(cè)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-161.2.1濃度測(cè)量方法概述9-151.2.2速度測(cè)量方法概述15-161.3氣固兩相流參數(shù)檢測(cè)的難點(diǎn)

5、16-171.4本文的主要研究?jī)?nèi)容171.5本章小結(jié)17-182電容層析成像技術(shù)18-252.1過(guò)程層析成像技術(shù)特點(diǎn)、用途及發(fā)展現(xiàn)狀18-192.2電容層析成像系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理19-212.2.1電容層析成像系統(tǒng)概述192.2.2ECT系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理19-212.3ECT系統(tǒng)正問(wèn)題分析21-222.4ECT系統(tǒng)圖像重建即逆問(wèn)題分析22-242.5ECT技術(shù)面臨的問(wèn)題與難點(diǎn)242.6本章小結(jié)24-253有限元分析法25-293.1電容傳感器陣列仿真研究的必要性253.2有限元法概述25-263.3有限元分析軟件ANSYS簡(jiǎn)介26-283.3.1ANSYS分析電容傳感器的步驟273.3.

6、2APDL語(yǔ)言簡(jiǎn)介27-283.4本章小結(jié)28-294基于ANSYS的八電極傳感器電場(chǎng)分析29-394.1ECT有限元模型剖分304.2ECT模型的二維及三維電場(chǎng)仿真30-324.3ECT敏感場(chǎng)的效應(yīng)32-344.4ECT八電極傳感器敏感場(chǎng)靈敏度系數(shù)分析34-384.5本章小結(jié)38-395八電極ECT傳感器二維成像39-475.1基于特征值的圖像重建技術(shù)39-405.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)介紹405.3BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其原理40-415.4流型辨識(shí)41- 425.5BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像重建分析及其訓(xùn)練流程42- 455.5.1基于BP網(wǎng)絡(luò)的特征值計(jì)算43-445.5.2特征值輸出結(jié)果與實(shí)際值比較44-455.6本章小結(jié)45-476同軸電容傳感器與螺旋電容傳感器的仿真分析47-646.1同軸電容傳感器的結(jié)構(gòu)47-486.2極板間電容值與相濃度仿真分析計(jì)算48-506.3基于同軸電容傳感器的相關(guān)測(cè)速50-536.3.1基本原理50-526.3.2基于MATLAB勺互相關(guān)仿真分析52-536.4螺旋式電容傳感器的提出53-606.4.1三維模型結(jié)構(gòu)及其實(shí)驗(yàn)仿真54-596.4.2螺