文献综述
1研究背景及意义1.1气固两相流参数的应用背景两相流 (two phase flow )两相物质(至少一相为流体)所组成的流动系统。
若流动系统中物质的相态多于两个,则称为多相流,两相或多相流是化工生产中为完成相际传质和反应过程所涉及的最普遍的粘性流体流动。
气固两相流是多相流系统中的典型流动形式之一,并且在食品加工、材料运输和煤粉运输等工业生产中广泛存在[1]。
在气固两相流参数检测当中,最重要的就是固相流速和浓度的测量。
固体原料的气力传输工艺在实际工程过程中的应用已经相当广泛,气固两相流已成为气力传输管道中最为常见、最为重要的多相流形式之一。
例如在食品以及化工生产过程中,通过对两相流流量的准确测量,可有效控制物料的配料量[2]。
1.2项目设计意义及现状在石油、冶金、化工、电力等诸多工业领域的生产过程中,两相流参数在线实时测量对生产过程的计算、控制和可靠运行均具有重要意义[3]。
例如在冶金行业中,炼铁厂的高炉喷吹煤粉系统属气/固两相流动过程,对喷吹管内煤粉的浓度 (即固相浓度 )及速度进行在线准确测量,便可得到煤粉的瞬时质量流量,从而实现对风煤比的最优控制,达到最佳燃烧,这对节约能源、改善炉况、提高煤焦置换比具有重要意义。
对气固两相流流动参数检测技术的相关内容,包括基于静电传感器的检测技术、电容层析成像技术以及流型软测量技术中的信号分析方法,其中静电传感器在气固两相流颗粒速度、浓度以及流型等参数检测方面,技术相对成熟,但其灵敏度空间分布不均匀、颗粒浓度(分布)与静电量大小(分布)之间的对应关系不明确等问题严重影响其测量准确性,是目前研究的难点;电容层析成像技术可实现气固两相流流型的可视化监测,但其固有的软场特性影响了测量结果的准确性。
