激光散射理論在汽輪機(jī)排汽濕度及水滴顆粒直徑測量中的應(yīng)用研究

      對于發(fā)電企業(yè)來說,提高汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性有著重要的意義。目前有許多基于不同原理的測量汽輪機(jī)末級葉片水滴直徑和蒸汽濕度的方法,為水滴直徑和蒸汽濕度測量提供了強(qiáng)有力的手段,但現(xiàn)有的熱力學(xué)方法需要所抽取的蒸汽試樣具有代表性,而光學(xué)探針法會(huì)對汽體的流動(dòng)產(chǎn)生干擾。基于以上缺點(diǎn),本文提出了一種基于激光mie氏散射理論的無接觸的測量方法。 本文首先介紹了汽輪機(jī)末級存在的水滴所造成的損失,并且給出了電廠現(xiàn)在所采用的除濕方法。對于光學(xué)探針法的研究進(jìn)展也進(jìn)行了詳細(xì)地闡述,然后介紹了一些相關(guān)的光學(xué)知識;當(dāng)不同粒徑的顆粒被平行激光束照射后發(fā)生光散射現(xiàn)象。散射光的參數(shù)包含有被測顆粒粒徑的信息,但其數(shù)值計(jì)算量大且復(fù)雜。當(dāng)顆粒粒徑滿足一定條件時(shí),可以用mie氏散射來計(jì)算,應(yīng)用遞推法計(jì)算了mie散射系數(shù),同時(shí)介紹了三波長測量水滴直徑;針對不同的顆粒群只要測量出不同角度的角射光能量,在理論上就可反演出顆粒的粒徑分布,可以使用不同的分布函數(shù)去逼近被測顆粒的粒徑分布,其中,比較常用的是雙R-R分布函數(shù),采用了非獨(dú)立模型來模擬水滴顆粒的分布,并用matlab編出了相應(yīng)的程序。根據(jù)已有的鍋爐實(shí)驗(yàn)裝置,設(shè)計(jì)了模擬濕蒸汽的實(shí)驗(yàn)臺,對于所需要的熱電偶、壓力表、閥門等附件進(jìn)行了選型。接下來就所要測量的濕蒸汽進(jìn)行了光路的設(shè)計(jì),對所需要的光電器件進(jìn)行了選型。給出了部分測量結(jié)果,進(jìn)行了簡單的分析。