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电容层析成像算法的研究和在工程中的最新应用

作　者: 陈智莹
导　师: 刘石
学　校: 华北电力大学
专　业: 热能工程
关键词: 电容层析成像技术多相流泥石流谷物输送气力输送
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

多相流是近几年研究较为广泛的课题,与单相流物质稳定性不同的是,多相流中各相之间存在着很大的差异,因此在多相流流动中存在着各种不确定性因素。而多相流的监测技术作为工业过程中必要的环节,其指导性作用不容忽视。为了提高生产的质量和实现生产环节的可控性,选用一项稳定可靠的工业过程监测技术就显得尤为重要。电容层析成像(ECT)技术是一种以电容为传感器,通过信号采集系统及成像系统来测量流场内由各相的变化所引起的流场内介电场的相应变化来实现实时反应流场中各相分布的信息的技术。通过一定的数学算法的重建出真实的流场变化。该技术基于测量的电容数据重建被测物场的介质分布图。ECT技术以其系统简单、采集迅速、操作方便、非侵入性而成为当今工业领域研究的热点。本文将电容层析成像技术应用到泥石流测量中,利用电容层析成像技术的可视化特征,在线监测泥石流的流动状况。并应用数学算法对测量数据进行分析。此外,借助CFD仿真软件,构造泥石流多相流模型,将仿真结果与测量结果进行对比。从而检测ECT测量结果的正确性。本文还将ECT技术应用到谷物输送当中,以小米为例,设计和制作了测量系统,对小米流量进行了测量。利用电子称,可对小米流量进行估量,将估量结果与ECT测量结果进行对比,可判断ECT测量的准确性。此外对测量数据进行一次回归处理,从而对测量结果进行校核,并且得出的参数能应用到稳定测量当中。此外,还将ECT系统应用到了煤粉的百万机组气力输送当中。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-16
  1.1 研究背景  9-11
    1.1.1 多相流测量技术发展  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
  1.3 ECT技术的应用  13-14
  1.4 课题主要研究内容  14-16
第2章测量系统概述  16-31
  2.1 ECT测量系统  16-18
  2.2 ECT图像重建原理  18-22
    2.2.1 电场控制方程的求解  18-19
    2.2.2 敏感场分布图  19-20
    2.2.3 电容计算  20
    2.2.4 图象重建  20-22
  2.3 ECT图像重建正问题与反问题  22-26
    2.3.1 正问题  22-24
    2.3.2 ECT图像重建逆问题  24-26
  2.4 ECT系统经典图像重建算法  26-31
    2.4.1 典型算法  26
    2.4.2 线性反投影  26-28
    2.4.3 Tikhonov正则法  28-29
    2.4.4 Landweber迭代法  29-31
第3章 ECT在泥石流可视化测量中的应用  31-40
  3.1 泥石流运动过程的数学模型  31-33
  3.2 泥石流CFD仿真分析  33-36
  3.3 泥石流实验  36-37
  3.4 测量结果及分析  37-39
  3.5 小结  39-40
第4章 ECT系统在气力输送中的应用  40-51
  4.1 谷物输送实验及分析  40-45
    4.1.1 速度计算  42-43
    4.1.2 流量计算  43-45
  4.2 双套管气力输送应用  45-50
    4.2.1 电容层析成象结果  47-48
    4.2.2 速度与流量的测量  48-49
    4.2.3 实验测量结果  49-50
  4.3 本章小结  50-51
第5章结论与展望  51-52
参考文献  52-55
附录  55-57
攻读硕士学位期间发表的论文  57-58
攻读硕士学位期间参加的科研工作  58-59
致谢  59

电容层析成像算法的研究和在工程中的最新应用

内容摘要

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