两相气固流在线测量的偏差问题探讨一

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　　摘　要: 主要阐述了气固两相流动测量技术的现状,分析比较了几种新型的测量技术在气固两相流动领域中的应用状况及各自的应用范围,并指出了现有技术不能完全满足测量要求，需要进一步的发展和完善.
　　引　言
　　气固两相流动普遍存在于工业生产过程中,如煤粉燃烧、火箭推力燃烧、医药、食品行业中的粉末处理过程及气力输送等. 在流化床、旋风除尘、沉降室及过滤过程中也涉及气固两相流动. 自然界中普遍存在着这种流动. 典型的自然现象有沙尘暴、沙丘移动、宇宙尘埃等 . 为了对这些自然现象作出合理准确的解释,有效地监控设备运行情况及对工业生产设施进行更优化的设计,了解并掌握气固两相流基本流动规律是必须的.然而气固两相流流动工况相当复杂,参数众多,流型多样,目前还没有哪一个理论模型能完整地阐述其流动变化规律的特性. 因此,实验就成了研究气固两相流流动规律的主要手段之一. 它和数值模拟相辅相成,成为研究气固两相流动的重要工具.
　　1 　测量技术面临的难点
　　由于气固两相流动的复杂性,使得测量技术面临着不少困难. 这些问题主要表现在以下几个
　　方面 .
　　1 　浓度分布不均　一般情况下,固相浓度沿管道截面和管道长度的分布并不均匀. 因此,要知道某个时刻某个截面或者整个流场浓度分布的话就须使用一定的测量技术与仪器. 单一传感器不能给出固相浓度分布的准确测量结果.
　　2 　流动结构　气固两相流不仅流型多样,而且多种流型会同时存在或互相转化,且不同流型之间的转化无明显过渡. 这就增加了气固两相流的测量难度.
　　3 　加速度　如在循环流化床中应用压差来
　　测定固相浓度时,将固体加速运动的力归于浓度作用,测量值会发生很大的偏差,而这个问题通常在研究中都被忽视了.
　　4 　速度　气固两相流动的速度在被测区域有时变化很大,这对利用X,γ射线需要相对长时
　　间积蓄能量并对被测区域进行机械扫描来获取信息的方法来说,其测量是有很大困难的.
　　5 　非透明性　对于占现在测量比重越来越大的光学测量法来说,若被测区域透光性不好,如流化床底部浓相颗粒浓度或被测管道不透明,则测量就会变得无能为力. 这将限制利用激光、PIV等光学性质的非接触式测量在工业测量中的实际应用.
　　6 　侵入式测量　侵入式测量会干扰流场,引起测量偏差. 接触式气固两相流体的测量元件容易发生堵塞及磨损,从而妨碍仪器正常工作,减少仪器使用寿命.
　　7 　其他非测量因素干扰　流动中不可避免
　　要受噪声、振动等非测量因素的干扰,使得测量结果不能反映真实浓度.
　　以上这些问题使得气固两相流测量技术研究面临严峻的形势. 由于人们对气固两相流物理特性的认识仍有局限,因此,迄今为止仍没有一种较为理想的气固两相流动的测量仪器[3 ] . 为了解决上述问题,国内外学者们几十年来仍孜孜不倦地进行研究和探索.
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