【摘 要】
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气固两相流在化学工业,农业生产,冶金,食品制造,医药,能源开发,环境保护,等多领域普遍存在,因此能够准确测量气固两相流的流动信息在工业生产中具有重要意义。静电传感器是近年来发展出的一种新型结构的传感器,静电传感器利用固相颗粒固有的静电荷与极板发生静电感应,通过测量极板上的感应电荷获取相关的气固两相流体流动信息。在静电传感器的研究中,由于缺乏对带电粒子的数值模拟以及对测速的相关研究,难以对固相颗粒进
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气固两相流在化学工业,农业生产,冶金,食品制造,医药,能源开发,环境保护,等多领域普遍存在,因此能够准确测量气固两相流的流动信息在工业生产中具有重要意义。静电传感器是近年来发展出的一种新型结构的传感器,静电传感器利用固相颗粒固有的静电荷与极板发生静电感应,通过测量极板上的感应电荷获取相关的气固两相流体流动信息。在静电传感器的研究中,由于缺乏对带电粒子的数值模拟以及对测速的相关研究,难以对固相颗粒进行准确测量。因此本文以气固两相流流动速度测量为研究背景,以静电传感器为研究对象,以ANSYS和FLUENT为研究平台,以数值模拟仿真为研究方法,对气固两相流流动测速信号进行分析。主要工作如下:（1）对静电传感器的不同结构进行研究,评估不同静电传感器极板形状适用条件,选取适合本文测量条件的静电传感器类型。采用有限元分析法利用ANSYS软件对静电传感器结构参数进行建模分析,并设计相关实验内容,以此获得不同结构参数对静电传感器静态灵敏度分布的趋势影响。（2）在分析了静态灵敏度的基础上,针对以上各个条件对传感器的动态灵敏度进行相关分析,获得静电传感器的响应曲线。并且以传感器的静态灵敏度和动态灵敏度为基础,结合相关参数以及实际测量条件对基于互相关测速原理的传感器优化。（3）基于FLUENT建立了针对带电气固两相流流动模拟的仿真分析平台,并编写相应UDF程序模拟颗粒带电情况,对固相各物性参数对速度分布影响进行相关研究,为后续静电两相流流动机理研究方法改进奠定了基础。（4）建立了基于ANSYS与MATLAB的数值研究平台,对分布于传感器灵敏度空间不同位置处流动固相颗粒运动情况进行仿真,最终获得互相关速度。对比计算结果与传感器灵敏空间内实际固相颗粒流动速度,最终测得值与两运动电荷速度之间的关系,通过计算获得敏感空间速度分布定性分析。（5）在实验室条件下搭建相应的实验平台,相关仿真结果对本文研究的速度分布进行相关验证。用带电塑料颗粒仿真实际情况下的固相颗粒流动情况,对传感器优化结构进行验证,并对灵敏空间内不同位置处速度分布对传感器最终测量速度的影响进行相关验证。
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