气固两相Y型分支管网流量分配特性的研究与预测.pdfVIP

颗粒学前沿闻题研讨会一暨第九届全国颗粒制备与处理研讨会 Oct．2009 onRecent in ConferenceOilParticle AndTreatment 2009年10月SymposiumProgressParticuology一尹NationalPreparation 气固两相Y型分支管网流量分配特性的研究与预测，Ic 段广彬1，刘宗明1，陈广立1，赵军2，胡寿根2 (1济南大学材料学院，2上海理工大学能源与动力工程学院) 摘要：在水平Y型分支管上，采用压缩空气作为输送动力，小米作为输送物料，进行气固两相分流试验，考察了 分流过程中的固相流量分配特性的变化规律。研究发现，随变动支管与主管夹角的增大，流量分配特性曲线呈整体下 移趋势；对于不同结构的Y型分支管，当气体速度低于一定值时，流量分配特性曲线将出现拐点，但时机并不同步； 继续降低气速，不同夹角的支管的流量分配特性曲线具有不同的单调性。最后，采用人工神经网络对固相流量分配特 性进行了预测和模拟，发现神经网络对预测Y型分支流量分配特性具有较好的效果。 关键词：气固两相流分支管流量分配特性神经网络预测 1前言 管道气固两相输送是利用气体的能量来在管道内输送固体颗粒的一种技术【l】。目前，管道气力输送的研究主要 集中在单管管内输送，主要包括水平、垂直、倾斜管道以及弯管气固两相流动特性和相应的数值模拟方面【2埘。对 于实际工艺中常采用的管网分流现象研究较少[41。目前，管网分流分支管道输送的研究主要集中在单相流动和气液 两相流动方面，而常用的气固两相流动特性方面的研究则较缺乏，至今尚未形成统一的理论15叫。 Y型分支管网具有一定的工程应用背景，应用于化工机械、农业等产业之中。管网流量分配特性是气固两相管 网分流管道输送设计和应用的重要参数[61。该参数的确定可便于管路布置，本文采用自行设计的流线型的水平Y型 分支管路气力输送系统试验装置，可以模拟气固两相在分支管道内流动时的流动状况并以此为基础进行研究，在试 验的基础上，本文主要探讨了气固两相流体通过Y型分支后，分支管中固相流量的分配特性。并采用BP神经网络 对特性曲线进行了预测分析，结果发现，该神经网络具有良好的精度。 差压变送器12．数据采集卡13．微型计算机14．有机玻璃直管15．收料仓A，B16。布袋除尘器 图1试验系统简图 落 ￡二；：=艺；=：=：==：：；￡：==三毫=：：暑===：o… 图2Y型分支图 基金项目：山东省自然科学基金(Y2006F04)：山东省科技发展计划(2009GGl0003025) 358 颗粒学前沿问题研讨会一暨第九届全国颗粒制各与处理研讨会 2 试验系统 采用水平Y型分支管路进行气力输送试验，系统如图1。主要由气源、发送系统、回收系统，输送管道及数据 采集系统组成。 试验采用压缩空气为输送动力，利用涡轮流量计对空气流量进行测量。发料仓底部安装有与主输送管道相连的 物料喷射器，用于控制固体的质量流率。主输送管道长8m，连接Y型分支接头。Y型分支接头设计如图2，以主 管及其引线为中心线，两分支管路中的一支为固定支A(收料仓A)，其主管引线夹角保持15。不变，另一支为变动 角方式来表示)。分支接头采用032mm有机玻璃制作，便于流型的观测。两分支管路分别长3．6m，其上装有精密 压力表和压差传感器。发料仓和收料仓B均装有称重传感器对物料质量进行在线实时测量。输送气体流量、分支 管路压差值及发料仓、收料仓B的称重值等数据由计算机采集。 在35m3／h．．,65 量分数来表征两相流动的流量分配特性。 3试验结论及分析 图3是固相分配到收料仓B中质量分数的变化曲线，需要指出的是图中数据点为试验点，曲线为数据点的四 次拟合曲线。