复合黑体空腔传感器内颗粒流动特性及其对测温干扰的研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文复合黑体空腔传感器内颗粒流动特性及其对测温干扰的研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：钟岳梅国晖副教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学检测技术与自动化装置2014年6月论文答辩日期：2014年6月201‘4年7月答辩委员会主席：赵勇教授刘文红副教授纪振平教授东北大学2014年6月万方数据AThesisinMeasurementTechnologyandAutomationEquipmentResearchonParticlesFlowCharact

2、eristicsandItsDisturbanceonTemperatureMeasurementforCompositeBlackbodyCavitySensorByZhongYueSupervisor：AssociateProfessorMeiGuohuiNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做

3、的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：芬中岛日期：伽7够．口g．>够学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签名：象隧签字日期：力，y．口∥．卿．I．两年吖导师签名：芬圄鲜签字日期：2b／矽。。∥、乙乒万方数据东北大学硕士学位论文

4、复合黑体空腔传感器内颗粒流动特性及其对测温干扰的研究摘要目前，在中间包钢水连续测温时，复合黑体空腔钢水连续测温传感器得到十分广泛的应用。传感器采用双套管的设计结构，这严重影响了传感器的响应速度和稳定性，内管会在高温下发生蠕变，而且经常插拔将发生热震，导致内管断裂，严重影响传感器使用寿命。改进方案就是截断内管封闭底端，但高温下，外管会产生遮挡光路的烟气，影响测温准确性，因此向腔体内吹入氮气，排除烟气颗粒。本文针对以上问题进行复合腔体内烟气颗粒流动特性的研究，分析传感器结构及操作参数对传感器排烟效果的影响，同时建立烟气颗粒浓度与测量温度之间的数

5、学模型，研究颗粒对测温的干扰。主要研究内容如下：(1)复合腔体内部多场耦合模型的建立。本文首先分析了腔体内传热传质的特性，以及烟气颗粒动力学特性。修改并完善于腔体内温场、流场、浓度场模型的建立。(2)传感器结构及操作参数对腔体内烟气排出效果的影响。当氮气流量、内管长度、排气口、内管与外管之间的排气间隙、不同气体等条件发生改变时，研究传感器内部浓度场的变化，分析出传感器使用的最佳条件。结果显示：对传感器使用影响重要的有氮气流量、刚玉管距靶面的距离。从理论分析，刚玉管距靶面距离为390ram，氮气流量为1．5m3／ll时，排烟效果最好。(3)建

6、立腔体内部烟气浓度与测温之间的模型。通过仿真计算得出腔体内颗粒浓度，使用建立的模型计算出颗粒干扰后，理论上的温度值，并与实验数据比对，验证模型的准确性。结果显示：对不同条件下传感器使用情况进行仿真计算，并与实验数据比对后，偏差基本控制在20％以内。通过仿真研究所得到的结果可以用来指导复合黑体空腔传感器的实际使用。关键词：黑体空腔；多相流；数值模拟；温度场；流场；浓度场．．III．．万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchonParticlesFlowCharacteristicsandItsDisturbanceonTe

7、mperatureMeasurementforCompositeBlackbodyCavitySensorAbstractCurrently,blackbodycavityliquidsteelcontinuoustemperaturemeasurementsensoriswidelyusedintundishtemperaturemeasurement．nlesensordesignedwi廿1doublesleeve，SOitseriouslyaffectstheresponsespeedandstabilityoftemperatur

8、emeasurement．Fortheclosedbottominnertube，creepbehaviourwillhappenwhentemperatureishil曲，an