Mie濃度監(jiān)測傳感器安裝管段的設計與研究.pdf

1、本文致力于設計用于安裝Mie散射傳感器的新式管段，解決傳統(tǒng)結構造成傳感器鏡頭容易積塵而頻繁拆裝維護的難題。
　　首先闡述了Mie光散射傳感器監(jiān)測安裝結構的研究背景及其研究意義，包括各種檢測方法安裝形式的歷史發(fā)展、研究現(xiàn)狀和傳統(tǒng)安裝結構中所遇到的問題和困難。介紹了所涉及的Mie散射傳感器的理論基礎和監(jiān)測管網(wǎng)的氣-固兩相流動特性，及其傳統(tǒng)監(jiān)測結構的基本構成和幾種局部管段的流動形式，為新式光散射傳感器安裝結構提供了設計基礎。在此基礎上確

2、定了研究思路，制定了工作方案。
　　通過對設計理論研究和實際產(chǎn)品缺陷的改進，設計了可以替代傳統(tǒng)傳感器安裝的直徑突變管段結構，能夠將含塵主流和清潔保護流互相分離，去除了煙塵濃度變化不定的影響，通過數(shù)值模擬驗證了良好的效果。本文在此基礎上進行了傳感器管段的選擇性實驗分析，對幾種不同結構下的管段通入煙塵氣流，裝入鏡頭模型后觀察不同結構下鏡頭的實際污染情況，并由此得到所設計管段引入氣流保護傳感器鏡頭效果最佳的結果。
　　在確定設計結

3、構的適宜性的同時，對突變管段結構內(nèi)部的流場建立數(shù)學模型。通過數(shù)學模型來得到控制體內(nèi)有關壓力—流速、煙塵顆粒分布等因素和鏡頭保護效果之間的數(shù)學關系，對這些關系進行深入的數(shù)學分析，找到Mie突變管段幾何尺寸和保護效果之間的關系。在此基礎上利用MATLAB軟件對幾何尺寸進行優(yōu)化，得到在約束條件、一定參數(shù)下，突變比在1.1-1.5間時，主流管直徑為110mm、嵌入深度為10mm時保護氣流吹掃效果最佳，管內(nèi)煙塵含量最少。
　　在得到合理的尺