[发明专利]一种气固两相流中颗粒浓度的标定装置及其方法

权利要求书

1.一种气固两相流中颗粒浓度的标定装置，其特征在于，所述标定装置包括依次设置的液固两相单元、电压测试单元和气固两相单元；

所述电压测试单元包括第一光纤探针、第二光纤探针和第三光纤探针；

所述第一光纤探针连接于液固两相单元底部；

所述气固两相单元包括气固床；所述气固床内装填固体颗粒后存在固相区域和气相区域；

所述第二光纤探针连接于气固两相单元顶部；所述第二光纤探针连接于气相区域；

所述第三光纤探针连接于气固两相单元底部；所述第三光纤探针连接于固相区域；

利用所述标定装置的标定方法包括以下步骤：

（1）记录流化床内不同液相流速下固体颗粒的床层高度，得到流化床中固体颗粒的体积浓度x={X₀，X₁，X₂，…，X_i，…，X_n}，并记录不同床层高度下对应的第一光纤探针输出的电压值y={Y₀，Y₁，Y₂，…，Y_i，…，Y_n}，其中，n为≥0的整数，i为0~n范围内的整数；

（2）记录第二光纤探针和第三光纤探针测得的气固床中空床时固体颗粒的体积浓度以及电压值（X’₀，Y’₀），满床时固体颗粒的体积浓度以及电压值（X’_n，Y’_n）；

（3）利用流化床的电压值与气固床的电压值之间的关系，计算步骤（1）中固体颗粒的体积浓度所对应的气固床的电压值；

利用得到的流化床内的n+1个数组（X₀，Y₀）、（X₁，Y₁）、（X₂，Y₂）、……（X_n，Y_n），结合气固床中空床和满床时固体颗粒体积浓度和相对应电压值的两个数组（X’₀，Y’₀）和（X’_n，Y’_n），根据式（1）可得到与流化床的固体颗粒体积浓度相同体积浓度下对应的气固床的电压值，则得到n-1个数组（X₁，Y’₁）（X₂，Y’₂）、……（X_n-1，Y’_n-1）；

y’=y×[K₀-(K₀-K_n)×(Y-Y₀)/(Y_n-Y₀)] 式（1）

其中，K₀=Y’₀/Y₀，K_n=Y’_n/Y_n；

（4）利用步骤（3）得到的固体颗粒体积浓度及其相对应的气固床的电压值，拟合多项式，得到气固床的固体颗粒体积浓度与电压值之间的关系。

2.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述液固两相单元包括流化床。

3.根据权利要求2所述的标定装置，其特征在于，所述流化床的底部设置有进口。

4.根据权利要求3所述的标定装置，其特征在于，所述进口依次连接有流量测量装置和流量调节阀。

5.根据权利要求3所述的标定装置，其特征在于，所述流化床包括设置于进口上部的液体分布器。

6.根据权利要求5所述的标定装置，其特征在于，所述流化床包括设置于液体分布器上部的柱体。

7.根据权利要求6所述的标定装置，其特征在于，所述第一光纤探针连接于流化床的柱体底部。