气固两相流论文气固两相流流动参数检测方法研究

1、【中文摘要】随着科学技术的发展，气固两相流体系越来越广泛的存在于现代工农业生产中，如电厂发电、钢铁冶金、流化床反应装置中的气/固两相流以及粮食的气力输送等，它们都涉及到气固两相流体系。气固两相流各种流动参数的精确测量与实时监测都关系到生产过程的稳定运行以及产品质量的高低。由于气固两相流属于复杂流动体系,其流动参数的检测方法一直以来都是一项亟待解决的技术难题。电容层析成像技术以其非接触及可视化等优点成为目前两相流参数检测方法的研究热点。本文选择电容层析成像技术作为切入点进行了以下研究：首先,文章对电容层析成像技术进行了系统的分析与研究,并且利用大型有限元分析软件ANSY建立了二维、三维立体模型,

2、方便快捷的得出了仿真电容值，相比较于利用MATLA或者VC编程的方法获得电容值缩短了开发时间并降低了开发成本。其次，通过对应用于电容层析成像技术中的典型的八电极结构传感器进行深入的分析与实验仿真，文章给出了此结构传感器的灵敏度分布，并且利用神经网络对实验管道内部的物像分布进行了图像重建。结果表明，八电极电容传感器没有均匀的灵敏场分布以及较高的灵敏度，这给图像重建的精确度造成了一定的影响。最后，为了【英文摘要】Withthedevelopmentofscieneeandtechnology,gas-solidtwo-phaseflowsystemsaremoreandmorewidelyFora

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

4、yimportantforthestableoperationoftheproductionprocessa.【关键词】气固两相流神经网络图像重建同轴电容传感器螺旋电极【英文关键词】TwophaseflowNeuralnetworkImagereconstructionCoaxialcapacitanceSensorSpiralelectrode【目录】气固两相流流动参数检测方法研究摘要5-6Abstract61绪论9-181.1选题的背景和意义91.2气固两相流参数检测的国内外研究现状9-161.2.1浓度测量方法概述9-151.2.2速度测量方法概述15-161.3气固两相流参数检测的难点

5、16-171.4本文的主要研究内容171.5本章小结17-182电容层析成像技术18-252.1过程层析成像技术特点、用途及发展现状18-192.2电容层析成像系统的构成及工作原理19-212.2.1电容层析成像系统概述192.2.2ECT系统的构成及工作原理19-212.3ECT系统正问题分析21-222.4ECT系统图像重建即逆问题分析22-242.5ECT技术面临的问题与难点242.6本章小结24-253有限元分析法25-293.1电容传感器阵列仿真研究的必要性253.2有限元法概述25-263.3有限元分析软件ANSYS简介26-283.3.1ANSYS分析电容传感器的步骤273.3.

6、2APDL语言简介27-283.4本章小结28-294基于ANSYS的八电极传感器电场分析29-394.1ECT有限元模型剖分304.2ECT模型的二维及三维电场仿真30-324.3ECT敏感场的效应32-344.4ECT八电极传感器敏感场灵敏度系数分析34-384.5本章小结38-395八电极ECT传感器二维成像39-475.1基于特征值的图像重建技术39-405.2神经网络介绍405.3BP神经网络结构及其原理40-415.4流型辨识41- 425.5BP神经网络图像重建分析及其训练流程42- 455.5.1基于BP网络的特征值计算43-445.5.2特征值输出结果与实际值比较44-455.6本章小结45-476同轴电容传感器与螺旋电容传感器的仿真分析47-646.1同轴电容传感器的结构47-486.2极板间电容值与相浓度仿真分析计算48-506.3基于同轴电容传感器的相关测速50-536.3.1基本原理50-526.3.2基于MATLAB勺互相关仿真分析52-536.4螺旋式电容传感器的提出53-606.4.1三维模型结构及其实验仿真54-596.4.2螺