激光散射理論在汽輪機排汽濕度及水滴顆粒直徑測量中的應用研究

      對于發電企業來說,提高汽輪機的經濟性有著重要的意義。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有力的手段,但現有的熱力學方法需要所抽取的蒸汽試樣具有代表性,而光學探針法會對汽體的流動產生干擾。基于以上缺點,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末級存在的水滴所造成的損失,并且給出了電廠現在所采用的除濕方法。對于光學探針法的研究進展也進行了詳細地闡述,然后介紹了一些相關的光學知識;當不同粒徑的顆粒被平行激光束照射后發生光散射現象。散射光的參數包含有被測顆粒粒徑的信息,但其數值計算量大且復雜。當顆粒粒徑滿足一定條件時,可以用mie氏散射來計算,應用遞推法計算了mie散射系數,同時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,采用了非獨立模型來模擬水滴顆粒的分布,并用matlab編出了相應的程序。根據已有的鍋爐實驗裝置,設計了模擬濕蒸汽的實驗臺,對于所需要的熱電偶、壓力表、閥門等附件進行了選型。接下來就所要測量的濕蒸汽進行了光路的設計,對所需要的光電器件進行了選型。給出了部分測量結果,進行了簡單的分析。