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高浓度多组分悬浮液组分含量的超声测量理论研究
结题报告
批准号:
51605179
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
16.0 万元
负责人:
詹小斌
依托单位:
学科分类:
E0511.机械测试理论与技术
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
李锡文、杨屹立、梁建、何宇、孙志斌、沈宝君、方里
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中文摘要
组分含量是反映产品生产状态和性能的重要指标。超声传感器在悬浮液组分含量在线测量中具有广阔的应用前景。但由于高浓度多组分悬浮液存在固含量高、粒径范围宽和组分间交叉干扰等问题,其超声测量理论还不完善,难以应用于工业过程中。为此,本项目系统开展高浓度多组分悬浮液组分含量的超声测量理论和应用研究。在揭示组分含量、粒径、组分物性参数、温度和气泡等多因素及耦合作用对超声传播过程的影响规律的基础上,构建高浓度多组分悬浮液的超声传播模型;研究基于化学计量学方法建立理论超声波谱与组分含量映射关系的方法,构建组分含量的超声测量模型,实现组分含量的在线测量。该研究有助于丰富固液两相介质中超声传播机理,也能为提高产品质量和生产效率提供技术支撑。
英文摘要
The component concentrations are key indicators of production states and product performance. The ultrasonic sensors show promising applications in online measurement of suspensions component concentrations. The high concentration multicomponent suspensions have the shortages of high solid content, wide particle size range, and cross interference among the contents. So the ultrasonic measurement theory about high concentration and multicomponent suspensions is not perfect for the application in industrial process. Therefore, this project will systematically study the ultrasonic measurement theory and application of component concentrations for high concentration multicomponent suspensions. The effects of component concentration, particle size, physical property of components, temperature, bubbles and their coupling effects to the ultrasonic propagation process will be studied. Then the ultrasound propagation models will be built. What’s more, the chemometric methods will be used to build the mapping relation between ultrasonic spectrum and component concentrations, to acquire the measurement model for fast measuring of component concentrations. The study will contribute to enrich the ultrasonic propagation mechanism of solid-liquid two-phase medium, and also provide technical support for improving product quality and production efficiency.
高浓度多组分悬浮液具有组分多样、固含量高和一定流动性等特点,在食品、制药和航空航天等领域应用广泛。组分含量和分布是反映产品生产状态和质量的重要评价指标,研究组分含量的测量方法是保障产品质量和生产效率的重要内容之一。超声测量方法具有安全性高、非侵入性、快速和低成本等优点,在固液两相介质的特性检测中具有广阔的应用前景。为此,本项目系统地开展了多组分悬浮液组分含量超声测量理论及其应用研究。项目取得了以下主要成果。.(1)研究了宽粒径范围悬浮液的超声传播机理,通过数值计算研究了粒径等物性参数对悬浮液超声传播过程的影响,阐明了超声传播理论模型的适用条件。(2)通过建立超声回波信号幅值与传感器检测区域内浓度的对应关系,实现了利用超声回波信号幅值变化趋势判断多组分悬浮液混合状态和表征悬浮液局部均匀性。(3)构建了悬浮液组分含量与超声波谱或超声特征变量的关系,建立了多组分悬浮液组分含量超声测量模型,实现了悬浮液组分含量的快速测量。(4)提出了利用线性插值和多元回归两种途径建立具有温度补偿的超声浓度测量模型,实现了不同温度下悬浮液组分含量的快速测量。(5)提出了基于移动平均方差法去除随机气泡引起的异常信号,从而建立了平稳超声信号与悬浮液组分含量的关系,实现了在少量气泡干扰下悬浮液组分含量的快速测量。.本项目的实施,进一步阐明了高浓度多组分悬浮液中超声传播机理,拓展了组分含量超声测量的应用范围,不仅为超声测量技术发展提供了理论支撑,而且为提高产品质量和生产效率、优化生产工艺和装备以及自动化生产发展等提供了技术支撑。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Removal of gas bubbles from highly viscous non-Newtonian fluids using controlled vibration
使用受控振动去除高粘性非牛顿流体中的气泡
DOI:10.1016/j.ces.2018.04.012
发表时间:2018-08
期刊:Chemical Engineering Science
影响因子:4.7
作者:Zhan Xiaobin;He Yu;Shen Baojun;Sun Zhibin;Shi Tielin;Li Xiwen
通讯作者:Li Xiwen
DOI:10.1002/cjce.23602
发表时间:2019
期刊:Canadian Journal of Chemical Engineering
影响因子:2.1
作者:He Yu;Sun Zhibin;Shen Baojun;Guo Fang;Yang Yili;Zhan Xiaobin;Li Xiwen
通讯作者:Li Xiwen
Numerical study on the flow of high viscous fluids out of conical vessels under low-frequency vibration
低频振动下高粘性流体从锥形容器中流出的数值研究
DOI:10.1016/j.cherd.2018.01.007
发表时间:2018-04
期刊:Chemical Engineering Research and Design
影响因子:3.9
作者:Zhan Xiaobin;Shen Baojun;Sun Zhibin;He Yu;Shi Tielin;Li Xiwen
通讯作者:Li Xiwen
DOI:10.1016/j.sna.2016.10.036
发表时间:2016-12
期刊:Sensors and Actuators A: Physical
影响因子:--
作者:Zhan Xiaobin;Yang Yili;Liang Jian;Shi Tielin;Li Xiwen;Li XW
通讯作者:Li XW
DOI:10.1002/cjce.23428
发表时间:2019-06
期刊:Canadian Journal of Chemical Engineering
影响因子:2.1
作者:Zhan Xiaobin;Sun Zhibin;He Yu;Shen Baojun;Shi Tielin;Li Xiwen
通讯作者:Li Xiwen
流固耦合作用下高强度声频共振系统动力学行为演化机理与精准调控
  • 批准号:
    52375097
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    詹小斌
  • 依托单位:
高粘度流体中超细粉体的声频振动分散机理及其过程强化方法研究
  • 批准号:
    51975226
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    詹小斌
  • 依托单位:
国内基金
海外基金