静电粉体流量计的理论与实验研究粉体研究理论静

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1、静电粉体流量计的理论与实验研究*周宾杨道业2,许传龙I,王式民I(1东南大学空间科学与技术研究院南京210096：2南京工业大学自动化学院南京21(X)09)摘要：应用于燃煤电站气力输送系统的恻环式静电流量计可为监控煤粉的流动提供极有价值的参考信息。木文利用有限元方法研究了流最计的静电感应机理，并建立了传感器检测信号与运动荷电粉体关系的数学模型。理论分析表明，静电流最计信号的输出不仅取决于探头的几何形状、检测电路参数、颗粒荷电量的大小和空间分布，还与颗粒的速度、自身携带电荷随时间的变化率等因索有关。利用传送带实验装直对上述理论分析进

2、行了初步的验证，并在Teesside大学气力输送系统上对内径为4()mm的静电流量计，在不同的气固比条件下，获取了粉体质量流量和检测信号的标定结果。关键词：静电；流量计；I员【坏式；气固两相流中图分类号：TB934文献标识码：A国家标准学科分类代码：460.4030TheoreticalandexperimentalstudiesofanelectrostaticpowdermeterZhouBin1,YangDaoye2,XuChuanlong1,WangShimin1(1InstituteofSpaceScienceandTech

3、nology,SoutheastUniversity,Nanjing210096、China;2SchoolofAutomation,NanjingIndustryUniversity,Nanjing210009,China)Abstract：Ring-shapedelectrostaticflowmeterscanprovidesignificantlyusefulinformationonpneumaticallytransportedpowder.Thesemetershavebeenusedformeasuringandcon

4、trollingthepulverizedcoalflowdistributionontheconveyorsleadingtotheburnersincoal-firedpowerstationsandalsousedforinvestigationofelectrificationmechanismofgas-solidstwo-phaseflow.Inthispaper,finiteelementmethod(FEM)isemployedtoinvestigatethecharacteristicsofthesensor.

5、Amathematicmodelhasbeendevelopedtoexpresstherelationshipbetweenthevoltageoutputofthemeterandthestochasticmotionofthechargedparticlesinthesensingvolume.Thetheoreticalanalysis,supportedbythetestresultsusingabeltrig,demonstratesthattheoutputofthemeterdependsuponthecharacte

6、risticsoftheconditioningcircuitry,thevelocitiesandchargeamountoftheparticles,thefirstorderderivativeofthecharge,thelocationofthechargedparticlesandetc.Thispaperalsoprovidesasetofcalibrationdatafora40mmdiameterelectrostaticmeterusingthepneumaticconveyingrigatthelaborator

7、yofUniversityTeesside,fromwhichtherelationshipbetweentheoutputvoltageofthemeterandthesolidsmassflowrateunderdifferentairtosolidratioscanbefoundandoptimizedtominimizethecalibrationerro匚Keywords：electrostaticmeter;ring;gas-solid;two-phaseflow1引言粉体燃料的气力输送在燃煤电站有着广泛的应用，其固气质量

8、比通常低于1.5:1,体积浓度小于0.05%(100°C),属于典型的稀相气固两相流动⑴。由于相浓度过低，使得基于衰减原理的声学法、辐射法和微波法的仪表难以获得实际的应用⑵。根据固体的接触起电理论，粉体在气力输送过程中，