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基于静电传感器的稀相气力输送流动特性分析被引量：7: 2016年; 气力输送在电力、化工和冶金等工业领域应用广泛,在线分析颗粒流动特性对于节能减排和安全稳定输送具有重要意义。利用静电传感器的局部敏感特性,采用Hilbert-Huang变换对稀相气力输送过程中不同流动状态的动态特性进行研究,并且分析了管道中不同位置静电信号的频率特性。通过分解后的细节信号与原始信号的相关性分析,发现高频细节信号imf1~imf3所占的能量比可以作为流动状态的表征参数。这对于进一步研究气力输送的稳定性有重要的理论和实践意义。; 王超高文宾张靖宇; 关键词：静电传感器 HILBERT-HUANG变换

气固两相流差压信号的EMD和三阶累积量分析被引量：6: 2014年; 以水平管道稀相气固两相流体为例,采集了不同固气质量比和不同气流量下的差压信号。利用希尔伯特-黄变换(HHT)中的经验模态分解(EMD)方法和盲信号分离-三阶累积量方法对差压信号进行分析。由于希尔伯特-黄变换适合于处理非线性非平稳信号,首先将差压信号分解为本征模态函数,获取信号的能量,经分频滤波处理后,通过三阶累积量进一步除去高斯噪声、提高信噪比进行估值处理。实验结果表明,能量可以用来分析稀相气固两相流的差压波动特征;不同气流量下,当固气质量比增加时,差压信号随着气流量呈现递增的规律,且同一气流量下固气质量比越大,递增越明显;信号经过处理之后,差压标准偏差明显减小,说明EMD和三阶累积量结合能进一步揭示气固两相流的差压特性。; 秦伟刚王超张文彪闫勇; 关键词：EMD 三阶累积量

小喉径音速喷嘴热效应对流量影响的热边界层分析被引量：2: 2015年; 随着气体在音速喷嘴中膨胀降温,低温气体与管壁的热交换会产生一系列复杂的影响,称之为'热效应'。用于微小流量测量的小喉径音速喷嘴由于喉部直径很小且精度要求高,热效应的影响更为严重。利用热边界层理论分析不同入口压力、不同位置、不同喉径和不同保冷条件下的管壁温度变化规律,根据试验结果,从理论上分析管壁动态温度分布与热边界层的相互作用关系,利用CFD软件仿真,分析管壁温度变化引起的边界层厚度变化对音速喷嘴流动特性的影响规律,并通过数据拟合得到了雷诺数和管壁温降对流出系数偏差的影响的计算公式。结果表明,以仿真数据为例,当管壁温降15 K时,由热边界层变薄引起流出系数增大可达0.195%,其影响不容忽视。; 王超王刚王刚; 关键词：音速喷嘴热效应热边界层

缺陷方向对基于GMR的电涡流缺陷检测的影响被引量：6: 2016年; 由于电涡流缺陷检测多采用单方向激励方式,而实际检测中缺陷的方向是未知的,从而造成检测灵敏度不确定。针对此情况设计以巨磁电阻(GMR)传感器为检测元件的矩形线圈激励的检测探头,以矩形缺陷为研究对象,从定性和定量两个角度仿真对比了在同一激励方向下,不同方向缺陷引起的磁感应强度变化,发现缺陷方向平行于激励线圈轴线时能更好地体现缺陷,在此基础上,对不同方向缺陷进行扫描实验,将测量数据扫描曲线进行对比发现,当缺陷方向平行于激励线圈轴线时曲线峰值较大且峰值位置明显,能更清晰地反映缺陷信息。; 王超王立玢丛正王凯; 关键词：电涡流检测巨磁电阻矩形线圈

正压法音速喷嘴标准装置气源系统设计被引量：13: 2012年; 为提高正压法音速喷嘴标准装置压力和流量稳定性能,提出了正压法气源系统设计的方法,设计包括气源及压缩气体净化系统,以及气源稳压系统。针对空压机出口气体特点,净化系统采用水冷型后置冷却器、高效除油器、精密过滤器、冷干机及吸干机组合的方式,并合理选择净化系统各部分参数,使得压缩空气达到-65℃左右的压力露点。系统采用自力式调压阀与稳压罐实现稳压功能,并用各个参量评估系统压力、流量稳定性能指标。最后通过实验验证设计效果,结果表明在同一流量点,滞止压力稳定性可以保持在0.2%以内,流量控制在0.03%以内,可以满足气体流量的检定需求。; 王超丁红兵刘琴; 关键词：音速喷嘴气源

同轴电导传感器测量持油率对含油率表征分析: 2013年; 油水两相流含油率的在线精确测量具有重要价值,对同轴电导传感器在垂直管道中测量的持油率对含油率的表征特性进行了研究.开发了基于同轴电导传感器的持油率测量系统,针对传感器结构特点,采用了垂直安装方式,利用无量纲系数(Z)分析了持油率与含油率之间关系.结果表明:垂直上升管与垂直下降管中,都存在Z随着含油率的增加由大于1变为小于1的变化规律,该规律受重力的影响较小,而与垂直管道中油水的分布有关.; 吴东月王超; 关键词：油水两相流含油率

基于静电法的气力输送局部流动特性R/S分析被引量：1: 2016年; 利用静电电极的局部敏感特性,使用四电极静电传感器对气力输送过程中管道截面局部流动状态进行研究,运用R/S法提取颗粒运动微观特征。研究结果表明:当表观气速上升,静电信号Hurst指数随之下降,颗粒运动复杂度升高,Hurst指数对输送气速变化引起的颗粒运动状态改变具有很好的表征效果。在水平管道截面内,上侧区域静电信号Hurst指数远比左侧、右侧及下侧区域的高,说明上侧区域颗粒运动复杂度较低。当管内流型发生变化时,下侧区域静电信号Hurst指数的相对变化最明显,可以反映颗粒沉积过程。R/S分析法为气力输送流型的研究提供了一种有效的判断方法。; 王超张靖宇张一顺丁红兵; 关键词：静电传感器气力输送流动特性 R/S分析

稀相气固两相流90°圆截面弯管流动特性被引量：3: 2013年; 针对工业中常见的圆截面90°弯管中的稀相气固两相流的流动特征难于观测,以及由此造成的对其流动特性缺乏认识的问题,以天津大学的气固装置具备的实验条件为基础,以压力测量值作为模型有效性的评价依据,建立了适用于圆截面管道的计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模型。针对FLUENT中通过定义反射系数设置颗粒-壁面碰撞关系不能反映实际过程的问题,建立了考虑颗粒与壁面接触过程中的不同运动状态的颗粒一壁面碰撞模型,并引入计算。以此为基础,对不同固气质量比、流量和管道曲率情况下的流动特性进行了研究。发现:两相流体在流经90°弯管后,速度分布的恢复长度与固气质量比、管道曲率半径等有密切关系,曲率半径为2的管道整体压损最小,过小或过大均会导致较大压损,与Mason弯管磨损试验的结论规律相近。; 王超孙晓梦张文彪; 关键词：圆截面曲率半径

Effect of carrier gas pressure on vapor condensation and mass flow-rate in sonic nozzle: 2015年; Non-equilibrium vapor condensation of moist gas through a sonic nozzle is a very complicated phenomenon and is related to the measurement accuracy of sonic nozzle.A gas-liquid two-phase model for the moist gas condensation flow was built and validated by moist nitrogen experiment of homogeneous nucleation through a transonic nozzle.The effects of carrier gas pressure on position and status of condensation onset in sonic nozzle were investigated in detail.The results show that condensation process is not easy to occur at lower carrier pressure and throat diameter.The main factors influencing condensation onset are boundary layer thickness,heat capacity of carrier gas and expansion rate.All of results can be used to further analyze the effect of condensation on mass flow-rate of sonic nozzle.; 丁红兵王超陈超

临界流喷嘴喉部氢气等熵指数解析计算与进化回归方法被引量：2: 2014年; 氢气作为最有希望的清洁可再生能源之一,已被广泛应用于航天、工业和燃料电池等领域.临界流喷嘴由于其测量过程不受下游扰动的影响,越来越多地被应用于氢气特别是高压氢气的流量测量.而作为真实气体的氢气在临界流喷嘴中的流动规律更加复杂,准确获得喷嘴喉部氢气的热力学参数对于氢气的精确测量至关重要.结合真实气体显式亥姆霍兹能量方程,利用熵焓关系分析并通过迭代获得了喷嘴喉部容积等熵指数这一基本流动参数.提出了最优化获取显式快速计算模型的回归算法,引入了进化算法思想,利用选择、交换和变异等方式寻找显著性和精度最优的种群个体.回归标准偏差为0.0089%,平均残差为0.0285%,最大残差为0.1781%.结果表明,所提出的算法能快速搜索满足显著性和精度要求的最优解,在提高回归方程质量的同时使方程项数达到最少,具有较好的抑制过拟合的能力.所提出的算法也可用于其他各类流体设备的不同介质流场特性参数模型的建立.; 丁红兵王超赵雅坤; 关键词：流动特性进化算法

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国家自然科学基金(61072101)

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