基于小波变换的鼓泡流化床压力波动特性试验研究

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1、2009年第6期东北电力技术，’’’’、：^击、<：-基于小波变换的鼓泡流化床^^¨压力波动特性试验研究：诊：●J，¨^ttttI，TestResearchonPressureFluctuationCharacteristicsofBubbingFluidizedBedBasedonWaveletTransform兰静(广东省电力设计研究院，广东广州510600)摘要：以Fourier变换结果为基础，利用小波包变换的时频双局部化特性及滤波特性，多个尺度地对鼓泡床内不同高度测点的脉动信号进行分析，得出流化床内射流区、气泡生长区及非生长区内气泡能量的变化规

2、律。关键词：小波变换；压力波动；尺度；气泡Abstract：Analysisismadeonfluctuationsignalsinsidethebubblingbedatdifferentheightlevelwithmultiplesizesbyusingtime-fre—quencyduallocalizationfeaturesandfilteringcharacteristicsduringwavelettransform，whichisbasedontheresultofFouriertrans—form．Thechangingruleof

3、bubblingenergyinthejetregion，thebubblinggrowingregionandnon—growingregioninsidethefluidizedbedisthusobtained．Keywords：Wavelettransform；Pressurefluctuation；Size；Bubbling、[中图分类号]TK229．66[文献标识码]A[文章编号]1004—7913(2009)06—0001—05流化床中的压力波动是体现流化床中流体动力1小波变换及功率谱的计算特性的一个重要特征，在鼓泡流化床层内，压力波动主

4、要是由气泡运动所致。气泡的存在对流化床的1．1小波变换基本概念流体力学、气固混合、热质传递和化学反应都有较设(t)为空间()中的函数，其对应大的影响，深入了解气泡的行为对流化床反应器的的Fourier变换()满足以下允许条件：设计和操作至关重要。由于多相流反应体系本身的c=d∞<∞复杂性及非确定性，只靠理论解决还有一定的难称(t)为一小波母函数。用式(1)标记度。近年来现代信号处理手段不断发展，为流态化(t)伸缩平移形成的一函数簇：中许多传统方法很难解决的问题开辟了新的解决方法。㈩=()一6n小波变换是一新兴的数字信号处理工具，被誉≠0}(1)为数学显

5、微镜。与傅立叶变换相比，小波变换主要空间(尺)中任一函数-厂()的小波变换定有3个优良特性：时间一频率双局部化特征；良好义为的频率滤波特性；快速小波算法。小波变换中尺度的概念与信号的频率相对应，不同的尺度对应信号(a,b)=一—¨不同的频带。尺度的存在使利用小波变换可以将一‘D()df(2)个含有各种频率的信号逐渐分离到不同的频带上，每一尺度上的结果对应信号的一个部分，所有尺度式中。——尺度因子；的非线性叠加又可以重新构成原始信号。6——平移因子。本文以Fourier变换结果为基础，利用小波包由此也可得出小波就是信号经由基小波经过伸变换的时频双局部化特

6、性及滤波特性对鼓泡流化床缩和平移后的数族。中的压力波动信号进行多尺度分析，提出了一种分1．2小波包变换析流化床内压力脉动的新方法。多尺度分析又称为多分辨分析，建立于Mallat2东北电力技术2009年第6期泡流化床冷态试验台，常压运行。流化床截面积为0．68X0．07m，床高为3500mm．为了回收床料在排气口设置了分离装置，床正面由透明有机玻璃制成，便于视觉观察及摄像。布风装置为平面多孔板式布风板，孑L径为2mm，开孔率分别为0．74％和1．55％。为了防止物料由布风板落人风室，板图13层多尺度小波包变换结构图上固定孔网。试验中使用的床料为Gelda

7、rt分类中快速算法基础上。这里以一个3层分解为例进行说的D类粒子，粒子的大小分布见表1。‘明，其小波分解树如图1所示。系统运行时流化气体由罗兹风机提供，由流量由图1可知，每层分解后对得到的低频信号继调节阀调节流量后经流量计进入流化床。流量计采续分解，大尺度与信号的低频部分对应，小尺度与用LZB一80型玻璃转子流量计。信号的高频部分对应。如初始信号S为0～50Hz压力测点共8个，沿床轴线布置，风室内1个时，经过一尺度的变换可以将信号分为0～25Hz测点，其它7个测点布置于床内，各测点高度布置低频分量和25～5OHz高频分量2个频带，而经见表2。压力由ST

8、一202型8路压差传感器测量，过多个尺度的分析，可以得到不同频率段的信号。经放大器后转换为电压