袁小健 作品数:12 被引量:25 H指数:3 供职机构: 内蒙古科技大学信息工程学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 内蒙古自治区自然科学基金 包头市科技计划项目 更多>> 相关领域: 化学工程 冶金工程 理学 自动化与计算机技术 更多>>
基于声发射的气固两相流流型识别 被引量:1 2017年 气固流化床中流型的识别是两相流相关参数检测的重要内容。利用声发射检测技术对气固流化床进行数据采样,结合数理统计、小波算法以及信息熵等方法提取气固流化床中不同流型的特征参数。由实验结果可知,此方法提取出的特征参数真实反映了典型气固流型下的动力学特征,在流化床中,鼓泡床、湍动床和快速流化床在时域、频域有着显著的区别。将小波能量、数理统计的结果以及小波包分解后的信息熵导入支持向量机(SVM)中,进行气固流型识别,正确率85%。因此,声发射检测技术与支持向量机相结合的方法可用于气固两相流流型的识别,具有一定的可行性。 王志春 袁小健 李海广 李忠虎 张楼成关键词:声发射 小波算法 信息熵 流型 多频电涡流法测量连铸坯壳厚度的方法 被引量:7 2017年 以连铸结晶器内的45号钢薄板坯为研究对象,采用有限元软件ANSYS建立多频电涡流测多层板厚度模型。采用激励频率优选法选择2个最优频率对传感器线圈进行激励,研究固液相区板层总厚度不变,凝固坯壳层厚度变化以及固液相区板层和凝固坯壳厚度层同时变化的2种情况下传感器输出信号规律。通过Matlab对数据进行拟合和对拟合进行残差分析。研究结果表明:多频测量坯壳厚度的激励频率可以通过频率优选法进行选取,同时坯壳厚度变化与电压幅值呈现出良好的线性关系,通过残差图也可以看出各个采样点的拟合情况良好。 王志春 张楼成 袁小健基于声发射旋风分离器内颗粒粒度分析 2017年 采用声发射技术对旋风分离器内颗粒粒度进行分析,获得了声发射信号结构与分离器内气固两相运动行为的对应关系。选用0.4 mm、0.7 mm、1.5 mm和2 mm的活性炭颗粒进行实验,将采样得到声发射信号进行Daubechies二阶小波的1~9尺度分解,用R/S算法分别求取各个频段的Hurst指数。结果表明,声发射信号具有多尺度特征,依据hurst指数的不同,将其划分为微尺度、介尺度、宏尺度,分别反映颗粒间的无规则运动、主体流相对于系统运动或不同主体流之间的相互运动,整个系统相对于外界环境随时间的变化。在同一质量流量下,计算出各颗粒粒径对应的微尺度,介尺度分别所占总能量的比值。实验发现,固相颗粒粒径与其有很大的相关性;随着粒子尺寸的增大,微尺度信号所占的能量比率减少,介尺度能量所占的比率增加。声发射技术可用于旋风分离器内颗粒粒度的分析。 王志春 袁小健 李海广 张楼成关键词:旋风分离器 声发射技术 小波分析 R/S分析 声发射信号分析与旋风分离器内颗粒粒径测量 被引量:2 2016年 采用声发射检测技术,在颗粒碰撞壁面产生声发射信号的机理上,结合小波算法,建立旋风分离器中固相颗粒粒径的声发射预测模型。在旋风分离器中,分别考察4种不同粒径的活性炭颗粒在0.137,0.214,0.296 m/s3个气相条件下的声发射信号,在流态稳定情况下,在0—500 k Hz采样频率范围内对声发射信号做二阶Daubechies9尺度小波分解,得到代表固体颗粒粒径的特征频段。实验发现特征频段下的声发射信号能量与气相速度的二次方、固相颗粒粒径存在线性关系。固相颗粒粒径的声发射模型的计算值与实际测量值之间的平均相对误差为14.3%,表明声发射技术能够实现固相颗粒粒径的准确、非侵入式的实时在线测量。 王志春 袁小健 张楼成 王鹏关键词:声发射 小波分析 旋风分离器 基于声发射的气固两相流质量流率及粒径的测量 被引量:3 2017年 设计了一套空气-活性炭的声发射信号检测装置,结合经典声发射理论与现代信息处理技术,对气固两相流过程中固相的质量流率、粒径以及碰撞速度等因素做细致分析。对4.00,2.80,1.18,085,0.43 mm 5种不同粒径的活性炭颗粒分别在不同质量流率、不同碰撞速度下的声发射信号进行采样,并采用功率谱估计算法对其进行分析。实验发现碰撞速度对信号的频率影响较小,但对信号的功率强度影响较大,此外,功率谱估计的频率、面积与固相颗粒的粒径、质量流率有很好相关性,拟合出二者的相关方程并通过试验验证,得到各参数的相对误差小于5.5%。因此,采用声发射测量技术与功率谱估计相结合的方法对于气固两项流相关参数的检测是可行有效的。 王志春 袁小健 王月明 李海广关键词:气固两相流 功率谱估计 基于ANSYS的45钢结晶器内传热分析 被引量:2 2017年 采用液面波动VOF和传热模型,运用ANSYS CFX有限元仿真软件构建薄板坯在结晶器内的波动状况和温度场分布。通过有限元计算可知:液面波动VOF模型可以有效地对三维结晶器液面波动进行模拟;通过仿真研究拉速与液面波动的关系和拉速与温度场的关系,得出随着拉速的增大,液面波动加剧,卷渣增多,结晶器出口处的温度增大。 王志春 张楼成 袁小健关键词:液面波动 VOF 薄板坯 拉速 基于ANSYS的45^#钢结晶器内温度场模拟 被引量:1 2016年 以包钢薄板坯连铸结晶器内的45^#钢为研究对象,利用ANSYS有限元软件建立二维非稳态传热模型。研究了在不同拉速和过热度条件下,铸坯在结晶器出口处温度和坯壳厚度变化的情况。结果表明:拉速增大时,结晶器出口处的温度升高、坯壳厚度变薄,且坯壳厚度的变化曲线Hanno提出的定律相一致;同样,过热度增大时,结晶器在出口处的温度也升高,过热度对角部坯壳厚度影响作用明显。通过有限元计算,给出了结晶器出口处铸坯温度分布和坯壳的厚度范围,分析了其影响因素,这为其他凝固坯壳厚度在线无损检测提供参考数据。 王志春 张楼成 袁小健关键词:薄板坯 拉速 过热度 超声探头外声场在测量管道上的仿真分析 被引量:5 2018年 针对超声探头安置于测量管道不同位置时,获取信号不同这一问题,利用有限元软件COMSOL建立了探头外输送管道内的声场分布,研究了在不同声波频率和不同声衰减系数下,管道上的声场分布情况。研究表明:声波频率增大时,指向角减小,管道壁上的主声束范围也随之减小;声衰减系数增大时,指向角不变,但管道壁上主声束范围内的声压值减小。说明接收探头的设计位置应该主要根据声波频率确定。当频率不同时,声压为零的点不同,探头的设计位置应该避开声压为零的点,另外由于主轴处声信号的强度大,为了获得比较好的测量精度,探头位置应该尽量靠近主轴。 王月明 王鹏 袁小健 张瑶瑶关键词:有限元软件 声场分布 声衰减 L型气固两相流管道输送有限元仿真 2016年 气固两相流在弯管内气速、压力都会发生显著的变化,故在弯管处采用声发射检测两相流相关参数可得到较理想的效果,但声发射探头检测位置影响测量结果。本文利用COMSOL软件对输送管道进行模拟仿真,使用CFD模块和粒子追踪模块对输送管道内颗粒-空气两相流进行数值耦合模拟。对比分析管道中不同风速时气固的流动特性和颗粒的运动轨迹。仿真发现弯管内侧压力小速度大,外侧压力大速度小,并结合Matlab分析得到声发射探头检测点最佳角度α在25°-60°,且随着风速的增加而增大。仿真结果可对输送管道中气固两相流特征参数的检测提供一定的参考。 王志春 郭聪夏 袁小健关键词:气固两相流 声发射 模拟仿真 气/固两相流颗粒粒径与浓度声学检测方法研究 气固两相流中固相颗粒的流型、粒度以及浓度为较重要的技术参数。文中以声学法为基础,包括声发射法和超声法对相关参数进行测量,通过设置多组实验以验证声学法在气固两相流相关参数检测的可行性。 利用声发射检测技术对气固流化床进行... 袁小健关键词:气固两相流 颗粒粒径 功率谱估计 声发射检测