基于静电耦合电容双模复用阵列传感器的气固流动参数测量方法研究

基本信息
批准号:51906209
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:王胜南
学科分类:
依托单位:扬州大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
颗粒浓度颗粒荷电颗粒两相流融合测量颗粒速度
结项摘要

The measurement of gas-solid two-phase flow parameters is valuable in theory and practice to reveal the inherent law of gas-solid two-phase flow, monitor and control the related industrial process. To deal with some subsistent problems such as single sensing mechanism and limited detective capability in electrical measurement of gas-solid two-phase flow parameters, an improved method of multi-parameters measurement of gas-solid two-phase flow based on electrostatic coupled capacitance dual-mode sensor array is put forward in this project. The physic and mathematic models of the electrostatic coupled capacitance dual-mode sensor array are established, and the measuring mechanism, as well as the sensing characteristics of the sensor array are investigated, then the optimal design of the sensor array is explored; A new type of twin-plane electrical capacitance tomography system based on electrostatic coupled capacitance dual-mode sensor array is designed by using individual excitation electrode, by which the particle permittivity distribution and velocity distribution can be measured; Based on the new dynamic spatial charge sensitivity of the sensor array, a fresh method for measuring particle charge distribution is established by using the electrostatic signal as major information source, and the permittivity distribution and velocity distribution as prior knowledge. The experiment is undertaken and the relationship between the flowing state of the gas-solid two-phase flow and the particle charging is analyzed, then the law of the particle charging is revealed. The project is expected to lay a theoretical foundation for investigating the characteristics of gas-solid two-phase flow, and provide measuring means for monitoring industrial process and preventing electrostatic hazards.

气固两相流动参数测量对气固两相流的机理研究及相关工业过程检测与控制具有重要的理论和应用价值。本项目针对目前电学法气固两相流动参数检测技术存在的传感机制单一、测量精度有限等问题,提出静电耦合电容双模复用阵列传感器气固两相流动参数测量方法。建立静电耦合电容双模复用阵列传感器的数理模型,分析传感器的传感机理及传感特性,为耦合传感器的优化设计提供基础;研制一种基于耦合传感器的新型激励-检测模式双截面电容层析成像系统,采用激励电极单独切换设计方案,实现颗粒介质分布和速度分布测量;在深入研究耦合传感器动态空间电荷灵敏场的基础上,以耦合传感器输出静电信号作为主要信息源,颗粒介质分布和速度分布作为先验信息,建立颗粒荷电分布精细测量方法;实验研究分析气固两相流动状态与颗粒荷电之间的关系,揭示颗粒荷电规律。该项研究成果将为探究气固两相流基本流动特性、监控工业生产过程以及预防静电危害提供基础测量方法和手段。

项目摘要

多相流动参数测量对多相流的机理研究及相关工业过程检测与控制具有重要的理论和应用价值。针对目前电学法多相流动参数检测技术存在的测量分辨率有限等问题,本项目提出基于电学原理的多场耦合多相流动参数在线测量方法,建立三维流场-静电场动态耦合模型,定量评估电学法多相流动参数测量精度,实验研究分析多相流动状态与流动参数的关系,探究多相流动规律及特性。通过对气固两相流动参数(颗粒浓度、分布以及速度)测量方法的研究和掌握,分别设计了抗静电干扰的电容层析成像(ECT)装置和基于静电传感器阵列的颗粒局部平均速度测量系统,在循环湍动流化床(C-TFB)上进行了测量试验,试验结果表明开发的装置和系统能够实现C-TFB颗粒浓度、分布以及速度的准确测量,达到课题预期的研究目的。在三维流场-静电场动态耦合模型开发方面,本项目组与英国爱丁堡大学Yunjie Yang研究员进行了合作研究。在国际上首次提出了数字孪生电学层析成像多相流检测,实现了多相流动参数在线准确测量。目前本项目已在国内外高水平学术期刊上发表期刊论文6篇,申请发明专利2项。该项研究成果将为探究多相流基本流动特性、监控工业生产过程提供基础测量方法和手段。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于国产化替代环境下高校计算机教学的研究

基于国产化替代环境下高校计算机教学的研究

DOI:
发表时间:
2

基于多色集合理论的医院异常工作流处理建模

基于多色集合理论的医院异常工作流处理建模

DOI:
发表时间:2020
3

不同pH条件下小球藻氨氮处理及生物质生产能力

不同pH条件下小球藻氨氮处理及生物质生产能力

DOI:10.13205/j.hjgc.202109007
发表时间:2021
4

吹填超软土固结特性试验分析

吹填超软土固结特性试验分析

DOI:10.13544/j.cnki.jeg.2014.06.004
发表时间:2014
5

多元化企业IT协同的维度及测量

多元化企业IT协同的维度及测量

DOI:
发表时间:2017

王胜南的其他基金

相似国自然基金

1

双阵列电容传感器气固两相流多参数在线测量方法研究

批准号:51106070
批准年份:2011
负责人:杨道业
学科分类:E0606
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于双模式矩阵传感器的气固两相流多参数测量方法研究

批准号:51406164
批准年份:2014
负责人:高鹤明
学科分类:E0606
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于流场-静电场耦合的荷电气固流动电容层析成像

批准号:61871366
批准年份:2018
负责人:叶佳敏
学科分类:F0114
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
4

气固两相流测量的静电成像阵列传感器机理与成像关键技术研究

批准号:61573055
批准年份:2015
负责人:邓湘
学科分类:F0303
资助金额:16.00
项目类别:面上项目