氣固兩相流參數(shù)（流型、速度及其分布）測(cè)量方法研究.pdf

1、摘要r兩相流參數(shù)測(cè)量在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中具有重要意義。兩相流參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量，可為揭示兩相流動(dòng)機(jī)理，建立兩相流流動(dòng)模型并對(duì)流動(dòng)過程預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)和優(yōu)化控制提供必要的依據(jù)。從國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來看，電容層析成像系統(tǒng)一直是研究的熱點(diǎn)。由于氣固兩相流流動(dòng)的復(fù)雜性和電容傳感器靜電場(chǎng)的“軟場(chǎng)”特性，因而給兩相流參數(shù)的測(cè)量帶來了很大困難。本文針對(duì)現(xiàn)有兩相流參數(shù)測(cè)量方法出現(xiàn)的某些問題，進(jìn)行深入的理論分析及實(shí)驗(yàn)研究，提出了改進(jìn)措施并通過實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證了本文以電

2、容層析成像系統(tǒng)為研究對(duì)象，針對(duì)氣固兩相流圖像重建、流型辨識(shí)、速度及其分布測(cè)量中的有關(guān)問題進(jìn)行探討”研鐘要做了以一「一些研究工作:1.在閱讀大量國(guó)內(nèi)外參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)了國(guó)內(nèi)外有關(guān)兩相流參數(shù)測(cè)量的研究成果、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)過程層析成像系統(tǒng)的基本原理及系統(tǒng)組成、基本特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，進(jìn)行了分析，較系統(tǒng)地評(píng)述了各類圖像重建算法、流型辨識(shí)技術(shù)和速度測(cè)量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題。2.針對(duì)以往模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在流型辨識(shí)過程中不能有效提取信號(hào)特

3、征和算法訓(xùn)練時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)，提出一種基于模糊聚類分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)流型的新方法。此法根據(jù)電容層析成像系統(tǒng)的測(cè)量信號(hào)的特點(diǎn)，通過模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行聚類分析并求出相鄰極板之間平均電容值的隸屬度，以此來提取各種流型下的信號(hào)特征。然后通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流型辨識(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該法能夠有效地提取信號(hào)的特征，因而也就增加流型識(shí)別的可靠性，山于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小、速度快，訓(xùn)練時(shí)間減少大約為50%左右，適合在線測(cè)量。流型的平均識(shí)別率為99.29%.3

4、.以氣固兩相流為例，針對(duì)目前電容層析成像系統(tǒng)中電容傳感器的電磁場(chǎng)所具有的“軟場(chǎng)”特性、電容與介質(zhì)分布之間是非線性關(guān)系且是沒有解東北大學(xué)博士學(xué)位論文ABSTRACTABSTRACT腸卜呀Itisimportantmeasuringtheparametersoftwophaseflowinindustrialproductionandscientificresearch.Accuratemeasurementoftwophaseflowpa

5、rameterscanopenoutthemechanismoftwophaseflowsetupmodeloftwophaseflowandalsoprovideessentialfoundationsforforecastdesignandoptimizedcontrolofflowprocess.Electricalcapacitancetomography(ECT)systemsareuniversalinterestaccor

6、dingtothepresentresearchstatusathomeandabroad.Becauseofthepropertiesofthe“softfield“ofelectrostaticfieldincapacitancesensorsandcomplexitiesoftwophaseflowthesehavebroughtmanyproblemstomeasuretheparametersoftwophaseflow.Th

7、ethesisproceedsdetailedtheoreticalanalysesandexperimentresearchesaimingattheproblemsencounteredinmeasuringtheparametersoftwophaseflowandpresentsimprovementmethodsthatareverifiedbyexperiments.Theresearchobjectofthisthesis

8、iselectricalcapacitancetomography(ECT)systems.Themaintopicisflowpatternsidentificationimagereconstructionvelocityanditsdistributionmeasurementofgassolidtwophaseflow.Themaincontributionsandworksareasfollows:1.Onthebasisof

9、readingmuchreferencedliteratureathomeandabroadtheresearchresultsthepresentstatusanddevelopmenttrendsaboutmeasuringtheparametersoftwophaseflowaresummarizedandoverviewed.Thebasicprinciplesystemstructurecharacteristicandran

10、geofuseaboutprocesstomography(PT)areanalyzed.Thedevelopmentstatusandexistenceproblemsaboutflowpatternsidentificationimagereconstructionvelocityanditsdistributionmeasurementaresyntheticallyoverviewed.2.Thepreviousfuzzyneu