管道内粉体的气力输运广泛存在于化工、食品加工、电力、冶金和医药等工业生产过程中.通过对粉体颗粒的速度、体积分数和粒度等关键参数进行在线测量,可实现过程优化控制,提高生产效率和产品质量,降低能耗.本文从声散射理论模型出发,数值模拟并拟合出超声衰减系数和声速随粉体体积分数的变化关系.设计中心频率为30 k Hz的一体式超声波探针,在杭州某水泥厂输运管道进行管内不同深度测点水泥生料粉体浓度的在线测量,分别以衰减和声速方法获得管内粉体沿径向的体积分数分布.
搭建蒸汽测试实验系统,结合经典ECAH(Epstein-Carhart-Allegra-Hawley)理论模型,提出三频率超声波声衰减颗粒测量方法,采用中心频率为22,40和200 k Hz的超声波开展蒸汽液滴粒径和含量(体积分数)的超声法测量实验,在相同工况下基于光散射法的原理,同时开展多波长消光法和激光散射法对比测试研究。实验结果表明:超声衰减法测得蒸汽液滴粒径和含量与消光法和激光散射法的测量值接近,超声衰减法有望用于气液两相流中蒸汽液滴粒径以及含量(湿度)参数的在线监测。
