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气液搅拌釜泛点转速的声波测量
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ021[化学工程]
  • 作者机构:[1]化学工程联合国家重点实验室,浙江大学化学工程与生物工程学系,浙江杭州310027
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(20490205,20736011);国家高技术研究发展计划项目(2007AA030208).
中文摘要:

通过对采集的搅拌釜中声信号的频谱分析、小波分解和R/S分析,获得了代表气液体系运动的特征信号频段(d4、d5、d6频段),针对声波特征信号频段能量随搅拌转速的规律性变化,提出了搅拌釜泛点转速的声波测量判据,即声能量分率快速增加并开始趋于稳定时所对应的搅拌转速为泛点转速。以空气-水体系为例,考察了不同通气量和静液位高度下的泛点转速,发现泛点转速随通气量的增加而增加,随静液位高度的增加而减小。与目测法相比,声波法测量值的平均相对误差为2.62%,优于传统的功耗法。由此获得了一种快速、准确、安全的搅拌釜反应器泛点转速测量技术,具有良好的工业应用前景。

英文摘要:

The characteristic scale (G1) of acoustic emission (AE) signals that represent the interactions between bubbles and liquid phase in a stirred tank was obtained by using AE measurement based on wavelet transform and R/S analysis. Since the energy fraction of AE signals in G1 scale change regularly with the impeller speed, a criterion to determine the flooding-loading flow regime transition is presented. When the AE energy fraction in the characteristic frequency scales increased rapidly and began to remain constant, the corresponding impeller speed was the minimum speed to prevent flooding (Nf). Furthermore, the influences of aeration rate and total liquid depth on the criterion were investigated by airwater experiments. It was found that Nf increased with increasing aeration rate but decreased with increasing total liquid depth. By comparing experimental results from AE measurement with those from visual observation, the average relative errors of AE method were no more than 2.62%, better than the power consumption method. Finally, it is concluded that multi-scale analysis of acoustic signals is feasible for determining the flooding-loading flow regime transition and is sensitive, non-intrusive and accurate.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185