毕业论文课题相关文献综述
文献综述
在燃煤火力发电站的煤粉输送系统中，为了提高煤粉的燃烧效率，获得煤粉与空气混合物的参数就显得至关重要[1]。在大型火电厂中，锅炉燃料的煤粉通过气力输送方式由多根管道送至炉膛壁面布置的多支燃烧喷口，并喷入炉膛燃烧。煤粉的气力输送是典型的气固两相流[2]，气固两相流是指由气体和固体两种组分构成的混合流动情况，广泛应用于管道气力输送工艺来输送煤粉、水泥、矿石、盐以及面粉等工业现场，气固两相流在科学研究和工农业生产的很多领域有极其重要的地位。随着二十一世纪的到来人类所面临的人口、资源、环境等的挑战，气固两相流研究领域越来越受到重视。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。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[3]。然而，气固两相流流动特性复杂，两相界面之间在空间和时间上都是随机可变的，因此对于气固两相流参数的检测难度相当大，是一个公认的难题。
气力输送系统广泛应用于工业生产过程，典型的如干煤粉加压密相气力输送、电厂煤粉输送、炼钢厂高炉喷粉系统等。颗粒的移动速度是描述这些工业过程的一个重要参数。如果颗粒移动速度较慢，颗粒将沉积在管道内，造成管道阻塞；但移动得较快，会造成管道磨损加剧、能量消耗过大和颗粒品质的下降。此外，对于气固等多相困难流体流量测量大都是基于间接式测量方法，即需同时确定颗粒的平均速度和平均浓度[4]。
固料在管道气力输送过程中，由于颗粒之间、颗粒和管道壁之间发生碰撞，以及颗粒和气流之间发生摩擦，固料颗粒携带一定量的静电荷。静电荷的数值包含管道流体的信息，因此，利用静电传感器测量固体颗粒所携带的静电，进而测量气固两相流参数的方法被广泛应用在管道气力输送中。目前，针对圆形管道应用静电法测量气固两相流参数的研究相对较多，如测量固体速度，测量固体浓度，测量质量流量等。除圆形管道外，近年也有关于方形管道方面的报道。针对气力输送管道中的颗粒速度的测量多采用相关法估计颗粒流经上下游静电传感器的渡越时间进而计算其速度。
气固两相流速度测量技术已有几十年的历史，大致可分为接触式测量与非接触式测量两大类。主要有基于电容[5，6]、静电感应[7]、超声、微波[8]、梯度相关法[9]、传热法[10]、热平衡法[11，12]、辐射法[13]、压降法[14-17]、激光法[18]、光学等原理的多普勒测速方法及空间滤波方法、核磁共振、示踪方式、光纤颗粒速度探头、冲击力法、等速采样法、激光渡越速度计、粒子图像技术、示踪法和影像法等，这些方法均有各自的特点和适用范围[19，20]。常见接触式测量仪表存在的主要问题是对连续管道流存在阻碍作用，产生压力损失，并且对传感器有长期冲击和磨蚀。当前，科学与工程领域十分关心气固两相流非接触式测量技术的发展，现阶段非接触式测量方法主要有：多普勒激光测速技术、激光渡越速度计、粒子图像技术、相多普勒法、示踪法和影像法等。通常，煤粉与输粉空气的混合物称为一次风。显然，各支送粉管中一次风风速和煤粉浓度大小及均匀性直接影响锅炉燃烧的稳定性、可靠性和经济性。目前锅炉运行中存在炉内空气动力场组织不好、燃烧不稳、火焰偏斜、局部结焦、高温腐蚀、燃烧效率下降以及送粉管道堵管引起的送粉不连续均匀与一次风速粉量不合适和不均匀有很大关系。由于种种原因能成熟可靠地应用到工程中的并不多。在锅炉燃烧系统中热平衡法和压降法具有现实的应用潜力。但在送粉管线上，特别是采用直吹式系统，不额外增加阻力件，如文丘利管时，纯空气流速很难测量。空间滤波法作为一种光学测速方法是20世纪60年代由Ator[21]提出的，可实现颗粒和物体移动速度的测量。该方法具有测量装置结构简单、光学及力学性能稳定、光源选择范围广、数据处理方便等优点[22]。近些年，空间滤波法已从光学空间滤波范畴延伸到其他传感器空间滤波效应上，实现了流体速度测量[23-25]。
迄今为止，这些已有检测技术和方法大都还处于实验室应用研究阶段，已商品化可在线检测的工业型仪表为数还很少，且仅适用于某些特定的场合和较窄的范围，其应用在很大程度上受现场工况条件的制约而无法普及。近些年，科学家把激光技术、图像处理技术相结合，发明了一种新的速度场测量方法PIV，即粒子图像测试技术，是在充分吸收现代计算机技术，光学技术以及图像分析技术的研究成果发展起来的流动测试手段。相对于以往的激光多普勒测速技术，它有一个很大的突破即实现了对瞬态全流场的测量，可在同一时刻记录下整个测量平面的有关信息。国内外不少学者利用PIV设备对冷态流化床，气固两相自由射流等流场内颗粒运动的二维速度场进行了研究，并获得了不少有价值的成果。PIV原理是针对流场中的悬浮运动粒子，用薄片激光照明流场的一个截面，并用高速相机记录下连续2次曝光的粒子图像，通过对两帧图像的二维相关匹配获取粒子位移量，再根据两次拍摄的时差而算出粒子速度及其运动方向。PIV具有空间分辨率高，精度高、动态响应快和测速范围宽等优点，现已在流化床。热态工业燃烧器流场测定中取得成功经验。但是PIV也存在一些局限性：其拍摄图像为复杂流场一个侧视图像，不可能测出管流垂直截面的流动图像及纵向速度场，而且由于所拍摄图像的清晰度不够、颗粒重叠等原因，使得PIV测量技术很难应用到高速颗粒浓度时的情况，因此用于气固两相流测量存在较大局限性[26]。
近年来，数字电子技术及CCD数字成像器件技术的快速发展为气固两相流的测量提供了一种新的方法。与其他气固两相流的参数测量方法相比，图像方法有非侵入、不受静电、湿度等因素影响的优势[27]，是一种非常有前景的气固两相流参数测量手段。随着科技的进步和发展，基于CCD技术而集成开发的非光纤电子图像传感器可实现低照度成像、高清等特殊要求。CCD（ChargeCoupledDevice），即电荷耦合器件，是一种特殊半导体器件。CCD上植入的微小光敏物质称作像素，一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD上的像素通常以百万为单位，当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。对获取的运动模糊图像进行分析，提取相关特征信息，进而计算颗粒运动速度。
[1]宋鼎，彭黎辉，陆耿，杨士元.采用去模糊图像处理的气/固两相流固体颗粒速度测量方法，仪器仪表学报，2007-11.
[2]范卫东，章明川，何磊，周月桂.管道内气固两相流颗粒浓度和风速测量方法的试验研究，仪器仪表学报，2003-02.
[3]张玉平，金锋，张岩，张宝芬.两相流相浓度检测技术的研究，北京理工大学学报，2002-06.
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
