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工业生产是工业生产中常见的一个单元操作,广泛的应用于冶金、化工、建筑等生产过程中。以高炉煤粉喷吹为例,高炉煤粉均匀喷吹对于煤粉气化率、理论燃烧温度、炉缸热制度和炉况顺行有着重要的意义。因此,为了保障均匀喷吹,有必要实时检测和控制各喷煤单支管煤粉流量。气固两相流流动过程的复杂性和随机性使其监测难度增大,所以找到一种能够适用于气力输送时气固两相流流量检测的方法至关重要。 本文尝试通过采集气固两相流管道外壁的声音信号来检测管道内固体颗粒质量流量。考察气体体积流量、固体质量流量和固体颗粒粒径,以及采样方式等因素对采集到的声音信号的影响。经过频谱分析和功率谱分析,得到了固体颗粒撞击管道壁面声音信号的均值频率、中值频率、峰值频率、特征频域能量占总能量的百分比和声音信号有效值。主要结果如下所示: (1)空气单相流时声音信号和气固两相流流经管道时声音信号不同; (2)随着气体体积流量的逐渐增大,声音信号的均值频率和中值频率都逐渐减小,峰值频率基本不变,特征频域能量占总能量的百分比和信号的有效值逐渐增加; (3)随着固体质量流量的逐渐增大,声音信号的均值频率和中值频率都逐渐减小,峰值频率基本不变,特征频域能量占总能量的百分比和信号的有效值逐渐增加; (4)随着颗粒粒径的逐渐增大,声音信号的均值频率、中值频率和峰值频率基本不变,特征频域能量占总能量的百分比逐渐增大,信号的有效值逐渐减小; (5)改变采样方式,发现水平管采样和垂直管采样有相似的结论; (6)在本实验条件下建立了基于声音信号分析的气固两相流固体流量检测模型。