布拉格光纤光栅测量湿蒸汽两相流温/湿度的理论数学模型

基于布拉格(Bragg)光纤光删(FBG)测量湿蒸汽两相流温度和湿度的物理模型,推导测量湿蒸汽两相流温度和湿度的数学模型,设计了新颖的测量结构和实验系统,并进行了分析。在同一光纤两段区域上写入不同中心反射波长的FBG,在一处FBG外面涂覆了湿敏材料(如PI材料),增强其感湿能力,把湿敏材料吸湿后发生湿膨胀引起的膨胀量当作产生湿应变来处理,同时还引入了湿敏材料与FBG的界面粘接系数,得出由于温度和湿度变化湿敏材料产生的应变使FBG波长发生漂移;把另一处FBG封装在温敏材料(如铝材料)中,只感受温度的响应,通过热应变对FBG作用,波长发生漂移,从而推导出测量的理论数学模型。     

湿蒸汽两相流湿度测量方法研究进展

总结了汽轮机中湿蒸汽两相流湿度测量的研究方法。介绍了传统的热力学法、光学法等测量方法及研究进展情况,并对目前湿度测量的一些新的方法,新型加热法、显微视频技术和微粒图像速度仪测量法、微波测量法、光纤光栅测量法等,进行了分析和研究。     

基于布拉格光纤光栅测量湿蒸汽湿度的基础理论与前期试验研究

提出一种基于布拉格光纤光栅(fiber Bragg grating, FBG)传感技术测量湿蒸汽湿度的新方法。在理论推导FBG测量湿度模型的研究基础上,利用FBG涂敷湿膨胀材料的技术,把测量湿度的问题转换为FBG测量微应变的技术问题。建立悬臂梁振动频率测量装置,采用FBG精确地测出了前4阶振动频率,与加速度传感器(AT)和振动及动态信号采集分析系统(CRAS)等不同方法进行了对比试验,测量结果吻合。对FBG的粘贴位置、激励位置等也进行了试验研究。试验结果证明FBG对悬臂梁微应变(振动)测量有很高的精度和动态特性,且试验的可重复性很好,为下一步测量湿度的试验研究奠定基础。     

湿蒸汽两相流流量的测量研究

该文通过用高温高压度验条件下导出的汽水两相流通过节流元件的压降与流量和干度关系式的计算分析，发现了在一定的干度范围内，湿蒸汽两相流的载热量与通过节流元件的压降间存在着单值函数关系，因而提出了可用一个节流元件进行湿蒸汽两相流载热量与折算干饱和蒸汽流量测量的新方法，并通过现场测试与标定，证明了此种方法具有较高的测量精度，很好的实用价值及广阔的应用前景．表２参２     

一种新型汽轮机湿蒸汽测量探针系统

在已有探针的基础上,研帝j了能够同时测量湿蒸汽两相流中一次水滴、二次水滴和流场的新型在线测量探针,并设计加工了使用计算机控制步进电机实现探针移动和转动的探针坐标架.该探针系统已在300 MW机组上进行了在线实测应用.     

一种测量单模光纤模场直径的新方法

从理论公式着手,提出了一种能简便测量单模光纤模场直径的新方法.误差分析和实测结果表明,该方法具有相当的精度,与进口设备测量结果的一致性很好,为单模光纤模场直径测量提供了一种新的手段.     

汽轮机叶栅内湿蒸汽两相凝结流动的数值研究

对存在自发凝结的湿蒸汽两相流动进行研究,在欧拉/欧拉坐标系下建立数学模型。气相采用N-S方程,液相凝结过程应用对所构造的多阶参数积分方法进行求解,对汽轮机叶栅中跨音速两相流动进行了数值模拟。与实验数据对比,结果正确预测了凝结冲波的位置和强度,证明所采用模型的准确性和全面性。由液相参数的分布和变化趋势可知吸力面汽流膨胀率和尾缘处蒸汽流动情况是影响主流中液相参数分布的主要因素。     

一种两相流动态数学模型的建模方法及应用

该文介绍了一种实用的两相流集总参数数学模型的建模方法,方法使用Ｚｕｂｅｒ Ｆｉｎｄｌａｙ的漂移通量模型,系统地综合了建立两相流动和传热问题数学模型的能量守恒、质量守恒和动量守恒的动态方程。通过这种方法在核电站蒸发器系统仿真研究中的应用,证实了这种建模方法的可靠性,该方法可适用于工程中常见的两相流动问题。     

试验汽轮机末级内湿蒸汽流动特性的实验研究

为了充分了解汽轮机内湿蒸汽两相流的特性，在试验汽轮机末级前后应用光学一气动联合探针(基于消光法的光学探针和四孔楔形探针)进行测量，不仅给出了末级前后流场，湿度和水滴粒径的径向分布，而且给出了末级后相关参数的圆周分布，为理论模拟计算结果的验证和设计计算提供完整的事实依据。在理论分析尾迹涡流特性基础上，进一步定性地分析了尾迹涡流对凝结过程和水滴生长过程的影响。     

基于支持向量机和小波包能量特征的气液两相流流型识别方法

支持向量机（SVM）是一种基于统计学习理论（SLT）的机器学习算法,它能在训练样本很少的情况下得到很好的分类效果,从而为流型识别技术向智能化发展提供了新的途径.该文提出了应用支持向量机和小波包能量特征的流型识别方法.将压差波动信号小波包分解后的频带能量作为支持向量机的输入特征向量,并对水平管内空气-水两相流的流型进行了识别.试验结果表明：与BP神经网络相比,采用支持向量机进行流型识别可以获得更高的识别率,表明该方法是有效、可行的.     

基于主元分析与现场数据的过热汽温动态建模研究

为克服试验建模与机理建模方法的不足，对利用现场数据建立过热汽温的动态模型进行了研究。通过对影响过热汽温的12个主要过程变量的运行数据进行主元分析，得到了2-3个主元，计算了各主元的贡献率、T^2统计量以及在T^2统计量较大时12个过程变量对第1主元的贡献，确定出过热器喷水流量是引起过热汽温变化的主导因素。基于现场数据，证明了过热汽温控制系统满足闭环可辨识性条件；并且建立了过热器喷水流量扰动下过热汽温的动态数学模型。对所建立的模型进行了仿真验证，模型反映了过热汽温的实际运行状况。     

汽轮机排汽湿度的在线监测方法及工业试验研究

蒸汽湿度对汽轮机的安全性和经济性有重要的影响.该文提出了可以在线监测汽轮机排汽湿度的双区加热方法,将加热段分为蒸发段和过热段,各段独立加热,通过过热段测量蒸汽流量,简化了测量装置,提高了探针的可靠性.湿度测量探针设计中仔细考虑了散热损失、汽化长度、热阻力的影响,提高了测量精度,实现了对汽轮机排汽湿度的长期在线监测.对采用双区加热法研制的湿度测量探针进行了工业试验,试验结果表明测量结果是可信的.     

基于局部神经网络模型的过热汽温多模型预测控制的研究

针对锅炉过热汽温的特点，设计串级过热汽温控制系统。主调节器采用基于局部神经网络模型的多模型预测控制，即由主蒸汽流量确定的不同工作点，用神经网络建立局部动态模型，进而建立一组局部神经网络预测控制器，然后通过加权合成的方式获得最终的控制信号；副调节器采用基于多个简单比例控制器的加权合成比例控制。该控制方案融合了神经网络、多模型控制和预测控制的特点。仿真结果表明，在负荷大范围变化的工况下，控制系统仍保持了良好的控制性能，具有较强的鲁棒性。     

基于数字图像处理和神经网络的炉膛温度场测量及燃烧诊断方法的研究

根据三基色原理和Plank定律建立了三色测温公式。结合数字图像处理技术，提出了一种运用人工神经网络进行电站锅炉温度场测量和燃烧诊断的方法，据此设计的一套系统在200MW机组锅炉上进行了实际运行，结果表明，该系统简便实用，可实现温度场的在线检测，并能对炉内的燃烧状况作出符合实际的评价，具有一定的工程应用价值。     

应用插值滤波反投影快速重建300MW电站锅炉准三维温度场

基于辐射传递模型和投影重建技术的图像法温度场测量为研究电站锅炉燃烧工况的变化，进行燃烧诊断提供了新的手段。针对现有温度场重建算法无法满足实时在线监测的要求，提出了基于二元矩形插值公式的滤波反投影重建算法，通过对火焰图像中获取的投影数据进行插值后滤波反投影得到三维辐射强度分布切片，校正后的比色法测温公式被用来计算断面内各点的温度值，最后通过OpenGL技术将各断面的温度显示在三维坐标中。该算法降低了温度场重建的时间复杂度，从现场300WM电站锅炉的实际测试，达到了现场在线监测的要求。     

新型太阳能热气流电站烟囱流场数值模拟研究

设计了一种新型立式集热板太阳能热气流电站系统,通过建立数学模型,利用CFD数值模拟软件Fluent对该电站系统太阳能烟囱内的速度场、压力场进行数值模拟,研究了烟囱高度和太阳辐射强度的变化对烟囱内空气速度场和压力场分布的影响。研究表明,烟囱高度和太阳辐射强度的增加可以强化烟囱的抽吸作用,有利于提高太阳能热气流发电输出功率。     

基于风粉监测的四角燃烧煤粉炉内温度场的动态仿真模型研究

针对四角燃烧煤粉炉内温度场有效监测方法的不足，提出了燃烧工况二重数值仿真思想，即在对炉内燃烧状况的离线数值模拟的基础上，通过建立炉内温度场的动态仿真数学模型，从而实现温度场的动态显示，达到对炉内燃烧状况进行监测的目的。应用某热电厂DG130-9．8/540型高压煤粉炉的实际运行数据对计算模型进行了检验，结果表明：温度值的最大误差不超过12％，说明本文提出的二重仿真理论是可靠的，基本上能满足工业应用的需要。以此为基础，开发了一套燃烧监测与诊断系统，经工业现场应用，达到了预期效果。