颗粒物料气力输送流体动力特性与控制的仿真研究

摘要

该文利用近年来新兴起的系统仿真方法与智能控制技术,并以两相流体力学中的相关理论为基础,对气力输送过程中一些典型的常见流体动力学特性进行了研究、分析与比较,并建立了雷诺数与阻力系数之间广泛的映射关系;针对气力输送过程中颗粒和颗粒群的运动,建立了仿真模型予以动态的描述,并进一步揭示了颗粒和颗粒群在气流中完整的运动状态,以及其中各参量之间的关系及相互的影响;针对气力输送过程中的一些重要的状态量难以用常规的方法调节和控制的问题,提出了模糊控制的思想,并设计了相应的模糊控制器及建立了控制系统的仿真模型,仿真实验的结果表明模糊控制反应迅速、调节平稳,控制效果良好.该文研究的结果表明,系统仿真与智能控制技术的出现为气力输送的理论研究及其工程应用提供了一种新的方法和手段,同时文中的仿真结果也为气力输送中相关问题的进一步研究提供了方便.

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绪论

第一章气力输送中气固两相流体动力学基本原理

1.1绕流圆球的阻力

1.2均匀流场中单颗粒的运动

1.3颗粒在气流中的临界速度

1.4影响物料颗粒临界速度的因素

第二章气固两相流中雷诺数与阻力系数关系的研究

2.1历史上关于雷诺数Re与阻力系数C关系的争论

2.2基于ANFIS的Re与C广泛映射关系的建立

2.3 Re-C曲线的拟合及阻力系数C计算

2.4使用ANFIS方法与使用关联式法的比较

第三章球形单颗粒在气流中运动的仿真模型

3.1颗粒在垂直气流中的运动状态分析

3.2球形单颗粒在气流中运动仿真模型的建立

3.3仿真实验与结果分析

第四章农业物料临界速度测量实验与仿真模拟求解

4.1农业物料临界速度测量实验

4.2仿真模型对于同类物料的模拟求解与比较

4.3结论

第五章颗粒群在倾斜直管中运动的仿真模型

5.1管流中颗粒群运动的微分方程

5.2管流中颗粒群的最大速度

5.3颗粒群在倾斜直管中运动仿真模型的建立

5.4仿真实验与结果分析

第六章颗粒群在弯管中运动的仿真模型

6.1弯管内颗粒群运动的微分方程

6.2颗粒群在弯管中运动仿真模型的建立

6.3仿真实验与结果分析

第七章气力输送浓度的模糊控制仿真

7.1气力输送的浓度要求

7.2模糊控制理论简介

7.3气力输送浓度模糊控制仿真模型的建立

7.4仿真实验与结果分析

第八章气力输送临界风速的模糊控制仿真

8.1气力输送中的临界风速

8.2临界风速气力输送模糊控制仿真模型的建立

8.3仿真实验与结果分析

第九章结论

参考文献