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      一種氣力輸送實(shí)時(shí)反饋穩(wěn)定輸送智能調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)

      文檔序號(hào):39621513發(fā)布日期:2024-10-11 13:41閱讀:86來源:國(guó)知局
      一種氣力輸送實(shí)時(shí)反饋穩(wěn)定輸送智能調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)

      本發(fā)明涉及物料輸送調(diào)節(jié),尤其涉及一種氣力輸送實(shí)時(shí)反饋穩(wěn)定輸送智能調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)。


      背景技術(shù):

      1、物料輸送技術(shù)是指將物料從一個(gè)位置或設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)位置或設(shè)備的技術(shù)。它在各種工業(yè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用,包括制造業(yè)、礦業(yè)、建筑業(yè)及農(nóng)業(yè)等。一般原理是通過運(yùn)用力學(xué)、流體力學(xué)、電氣控制等原理,利用不同的輸送設(shè)備和輸送方式,將物料從起點(diǎn)傳輸?shù)浇K點(diǎn)。具體形式為:傳送帶輸送、螺旋輸送、真空輸送、氣力輸送及輸送管輸送等。幾乎所有的工業(yè)生產(chǎn)過程都離不開固體物料的輸送,氣力輸送是一種典型的物料輸送技術(shù),其基本過程是利用空氣作為承載介質(zhì),將物料從一處輸送到另一處;氣力輸送因其設(shè)計(jì)靈活多變,節(jié)省空間,維護(hù)成本低,環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于固體物料的輸運(yùn)。

      2、氣力輸送的物料在管道內(nèi)的速度是影響沖蝕磨損率的最大因素。輸送過程管路的磨損無法避免,頻繁的設(shè)備更換和維護(hù)極大影響了生產(chǎn)效率。如果氣流的速度太高,物料與管道內(nèi)壁的撞擊或摩擦能量就會(huì)增大,從而加劇管道的磨損。另一方面,如果氣流的速度太低,則被輸送的物料就會(huì)沉積在管道中,可能導(dǎo)致管道堵塞。但是現(xiàn)有氣力輸送技術(shù)中,不透明管路使得無法判斷管路顆粒狀態(tài),且干擾因素較多,因此,亟需一種新方法來檢測(cè)顆粒狀態(tài)。

      3、現(xiàn)有技術(shù)一,申請(qǐng)?zhí)枺篶n?201811576983.8公開了一種氣力輸送固體物料的速度、密度和流量的測(cè)量方法及裝置,通過電場(chǎng)信號(hào)變化得出同一流態(tài)流過測(cè)量管(腔)內(nèi)預(yù)設(shè)間距的渡越時(shí)間,用“間距÷渡越時(shí)間”得出固體物料的運(yùn)動(dòng)速度;通過電場(chǎng)信號(hào)變化得出測(cè)量管(腔)內(nèi)固體物料的空間填充比例,用“固體物料空間填充比例×固體物料堆積密度”得出固體物料的懸浮密度;再通過“運(yùn)動(dòng)速度×固體物料空間填充比例×固體物料堆積密度×測(cè)量管(腔)的橫截面積”得出測(cè)量管(腔)內(nèi)固體物料的流量。雖然測(cè)量方法及裝置能以安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的方式對(duì)管道中氣力輸送的固體顆粒物或粉末狀物質(zhì)的流動(dòng)速度、濃度以及實(shí)時(shí)流量進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。但是沒有實(shí)現(xiàn)對(duì)氣流速度沒有實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制,導(dǎo)致管道容易堵塞。

      4、現(xiàn)有技術(shù)二,申請(qǐng)?zhí)枺篶n?201610463811.4公開了一種評(píng)估密相氣力輸送系統(tǒng)固相質(zhì)量流量的方法,包括如下步驟:獲取安裝在密相氣力輸送管路上的文丘里管的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及輸送介質(zhì)的參數(shù);在密相氣力輸送系統(tǒng)上進(jìn)行純氣相和氣固兩相標(biāo)定實(shí)驗(yàn),獲得擬合系數(shù);根據(jù)所得文丘里管的結(jié)構(gòu)參數(shù)、輸送介質(zhì)的參數(shù)和擬合系數(shù),用迭代法計(jì)算密相氣力輸送系統(tǒng)的固體質(zhì)量流量ms。雖然突破了以往文丘里流量計(jì)僅適用于稀相氣固輸送體系的局限,通過引入兩相流動(dòng)因子修正載氣密度和固氣比影響,將其應(yīng)用至密相氣力輸送領(lǐng)域,并且采用偏差最小的迭代試差邏輯算法評(píng)估固相質(zhì)量流量,實(shí)現(xiàn)了密相氣力輸送過程中固相質(zhì)量流量的評(píng)估偏差在±10%以內(nèi)。但是無法判斷管路顆粒狀態(tài),且干擾因素較多,導(dǎo)致無法根據(jù)顆粒抓過你太調(diào)整氣流速度,一定程度上降低了輸送的效率。

      5、現(xiàn)有技術(shù)三,申請(qǐng)?zhí)枺篶n?202010807964.2公開了一種固體流量計(jì)準(zhǔn)確度檢測(cè)系統(tǒng)和方法,設(shè)置一排料裝置提供穩(wěn)定的排料質(zhì)量流量的粉體,粉體在風(fēng)的作用下穿過設(shè)置有固體流量計(jì)的第一輸料管道,其次通過供風(fēng)裝置調(diào)整風(fēng)速使得粉體在第一輸料管道中形成了穩(wěn)定的氣力輸送狀態(tài);再將此時(shí)固體流量計(jì)檢測(cè)到的粉體質(zhì)量流量與排料裝置提供的粉體排料質(zhì)量流量相比較判斷固體流量計(jì)的準(zhǔn)確度。雖然排料裝置應(yīng)用磁力聯(lián)軸器提高了排料裝置的粉體排料質(zhì)量流量的測(cè)量精度;同時(shí)粉體處于穩(wěn)定的氣力輸送狀態(tài)時(shí)可以全部被固體流量計(jì)測(cè)量到,提高了的固體流量計(jì)的檢測(cè)準(zhǔn)確度,因此達(dá)到了精確測(cè)量固體流量計(jì)準(zhǔn)確度的目的,檢測(cè)裝置也更為簡(jiǎn)單。但是其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,無法實(shí)現(xiàn)根據(jù)顆粒狀態(tài)調(diào)整氣流速度的目的,容易造成管路堵塞。

      6、目前現(xiàn)有技術(shù)一、現(xiàn)有技術(shù)二及現(xiàn)有技術(shù)三存在無法判斷管路顆粒狀態(tài),且干擾因素較多,降低了輸送效率的問題。因而,本發(fā)明提供一種氣力輸送實(shí)時(shí)反饋穩(wěn)定輸送智能調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng),改進(jìn)了傳統(tǒng)氣力輸送的監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)根據(jù)管路內(nèi)輸送狀態(tài),實(shí)時(shí)調(diào)控進(jìn)風(fēng)量及氣固比等操作參數(shù),從而提高輸送穩(wěn)定性及效率。


      技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

      1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種氣力輸送實(shí)時(shí)反饋穩(wěn)定輸送智能調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng),以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法判斷管路顆粒狀態(tài),且干擾因素較多,降低了輸送效率的問題。

      2、為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:

      3、一種氣力輸送實(shí)時(shí)反饋穩(wěn)定輸送智能調(diào)節(jié)方法,所述氣力輸送實(shí)時(shí)反饋穩(wěn)定輸送智能調(diào)節(jié)方法包括:

      4、獲取輸送管路內(nèi)的物料流量和管路兩端的端壓;實(shí)時(shí)測(cè)量的物料流量和端壓數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)對(duì)應(yīng)的流量及壓強(qiáng)條件下管路內(nèi)的磨損情況;

      5、將測(cè)量到的物料流量、端壓和磨損預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)段接口傳遞至智能反饋控制模塊;智能反饋控制模塊根據(jù)接收到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),利用智能算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,得到管路內(nèi)物料流量和端壓的變化情況;

      6、根據(jù)智能反饋控制模塊的調(diào)節(jié)結(jié)果,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),包括控制閥門、調(diào)整進(jìn)料系統(tǒng)的供料速度及調(diào)整管路提取系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)氣力輸送過程的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。

      7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),物料流量的獲取過程,包括:

      8、將傳感器的法蘭與測(cè)量管道連接,直接安裝在測(cè)量管道上,將測(cè)量管道內(nèi)的物料流量轉(zhuǎn)換為電信號(hào);將信號(hào)傳遞給轉(zhuǎn)換器;轉(zhuǎn)換器安裝在智能反饋控制模塊中,負(fù)責(zé)處理和運(yùn)算傳感器送過來的信號(hào);

      9、轉(zhuǎn)換器將傳感器送過來的信號(hào)與調(diào)節(jié)下料速度的電機(jī)變頻器輸出的電流信號(hào)進(jìn)行處理和運(yùn)算;通過對(duì)信號(hào)的處理和運(yùn)算,轉(zhuǎn)換器得到瞬時(shí)流量和累積流量的值;根據(jù)傳感器信號(hào)和電機(jī)變頻器輸出的電流信號(hào),轉(zhuǎn)換器可計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻的流量值,表示物料在該時(shí)刻的實(shí)際流量,用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制;

      10、轉(zhuǎn)換器將經(jīng)處理和運(yùn)算后的結(jié)果顯示出來,包括瞬時(shí)流量和累積流量;也可以在智能反饋控制模塊中進(jìn)行顯示和監(jiān)測(cè);根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的反饋結(jié)果,智能反饋控制模塊自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié);調(diào)節(jié)的輸出信號(hào)將發(fā)送至進(jìn)料模塊內(nèi)的電機(jī)變頻器,調(diào)節(jié)下料速度,根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)對(duì)物料流量的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

      11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),將測(cè)量管道內(nèi)的物料流量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過程,包括:

      12、將振動(dòng)傳感器安裝在測(cè)量管道上,在管道的側(cè)壁或底部安裝,用于感知管道內(nèi)物料的振動(dòng)情況;當(dāng)固體物料流經(jīng)管道時(shí),會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),振動(dòng)傳感器會(huì)感知到振動(dòng),并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào);

      13、振動(dòng)傳感器輸出的電信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行放大及濾波處理;通過對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析,得到振動(dòng)信號(hào)的頻率分布情況,將測(cè)得的頻率與預(yù)先建立的流量-頻率特性曲線進(jìn)行匹配,計(jì)算出物料的流量;

      14、其中,選擇矩形窗的窗函數(shù)減小頻譜泄漏,具體步驟如下:

      15、將振動(dòng)信號(hào)分為一段段窗口,每個(gè)窗口的長(zhǎng)度為n,對(duì)于每個(gè)窗口,應(yīng)用矩形窗函數(shù)w(n)=1,0≤n<n進(jìn)行加窗處理,得到加窗后的信號(hào);

      16、對(duì)加窗后的信號(hào)進(jìn)行頻譜分析,對(duì)加窗后的信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換fft變換,將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào),計(jì)算出信號(hào)的頻譜信息,即頻率分布情況;

      17、將測(cè)得的頻率分布與預(yù)先建立的流量-頻率特性曲線進(jìn)行匹配;

      18、根據(jù)匹配的流量值,結(jié)合特性曲線的形式,采用插值計(jì)算對(duì)應(yīng)的物料流量值;經(jīng)過計(jì)算后的流量值會(huì)被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。

      19、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),轉(zhuǎn)換器得到累積流量的值的過程,包括:

      20、將連續(xù)的傳感器信號(hào)或電機(jī)變頻器輸出的電流信號(hào)進(jìn)行離散采樣,得到一系列的采樣點(diǎn);

      21、根據(jù)采樣點(diǎn)的數(shù)值和采樣間隔,利用辛普森法進(jìn)行數(shù)值積分運(yùn)算,辛普森法根據(jù)積分區(qū)間內(nèi)的三個(gè)連續(xù)點(diǎn),采用二次多項(xiàng)式逼近積分曲線,從而得到積分結(jié)果;

      22、如果采樣點(diǎn)的數(shù)量為奇數(shù),使用復(fù)化辛普森1/3法,將采樣點(diǎn)分組成兩個(gè)連續(xù)的三點(diǎn)子區(qū)間,然后對(duì)每個(gè)子區(qū)間應(yīng)用辛普森1/3法進(jìn)行積分,最后將子區(qū)間的積分結(jié)果累加得到總的積分結(jié)果;

      23、如果采樣點(diǎn)的數(shù)量為偶數(shù),最后一個(gè)子區(qū)間將無法應(yīng)用辛普森1/3法;使用復(fù)化辛普森3/8法,將采樣點(diǎn)分組成連續(xù)的三點(diǎn)子區(qū)間,然后對(duì)每個(gè)子區(qū)間應(yīng)用辛普森3/8法進(jìn)行積分,最后將子區(qū)間的積分結(jié)果累加得到總的積分結(jié)果;

      24、將各個(gè)子區(qū)間的積分結(jié)果累加,得到整個(gè)信號(hào)的累積值。

      25、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),管路兩端的端壓的獲取過程,包括:

      26、在輸送管路的進(jìn)口和出口處分別安裝壓力傳感器,用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)口端和出口端的壓力變化;通過壓力傳感器,將進(jìn)口端和出口端的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),并進(jìn)行采樣和轉(zhuǎn)換,得到離散的壓力數(shù)據(jù);

      27、對(duì)離散的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,通過相關(guān)系數(shù)找出端壓與顆粒堵塞之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的規(guī)律;

      28、其中,收集一定時(shí)間內(nèi)的端壓和顆粒堵塞程度的數(shù)據(jù),對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行去除異常值預(yù)處理;選擇斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算,公式為:

      29、rs=1-(6*σ(di2))/(j*(j2-1))

      30、式中,di為變量的秩次差,j為數(shù)據(jù)樣本的數(shù)量;

      31、根據(jù)計(jì)算得到的斯皮爾曼相關(guān)系數(shù),判斷端壓和顆粒堵塞程度之間的相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)的取值范圍為-1到1,接近1表示有較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系,接近-1表示有較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系,接近0表示相關(guān)性較弱或無相關(guān)關(guān)系;

      32、根據(jù)數(shù)據(jù)處理和分析的結(jié)果,建立顆粒狀態(tài)與端壓的關(guān)系模型,描述顆粒堵塞程度與端壓的定量關(guān)系,用于判斷顆粒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

      33、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),氣體流動(dòng)的方向規(guī)則是從總壓力大處流向總壓力小處,氣體流動(dòng)的總壓力公式為:

      34、p總=p勢(shì)+p動(dòng)=p靜+p位+p動(dòng)=p背+p0+p動(dòng)

      35、式中,p0為測(cè)點(diǎn)同一水平標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,管道氣流中兩斷面上存在的能量差即總壓力差是氣流能夠流動(dòng)的根本原因,p勢(shì)表示氣體的勢(shì)能壓力,表示氣體由于位置而具有的壓力能量,p動(dòng)表示氣體的動(dòng)能壓力,表示氣體由于速度而具有的壓力能量,p靜表示氣體的靜壓力,表示氣體由于分子間的碰撞而產(chǎn)生的壓力,p位表示氣體的位壓力,表示氣體由于重力或高度差而產(chǎn)生的壓力,p背表示氣體的背壓,表示流體在流動(dòng)過程中由于阻力等因素而產(chǎn)生的反向壓力,p動(dòng)表示動(dòng)能壓力,而p位表示位壓力,它們共同構(gòu)成了氣體流動(dòng)的總壓力p總;

      36、結(jié)合流體力學(xué)公式:

      37、p靜=p0+ρgh

      38、當(dāng)顆粒堵塞嚴(yán)重時(shí),管路內(nèi)顆粒對(duì)其氣流的反作用力增大。

      39、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),預(yù)測(cè)對(duì)應(yīng)的流量及壓強(qiáng)條件下管路內(nèi)的磨損情況的過程,包括:

      40、收集已知的管路磨損情況,包括流量、壓強(qiáng)條件下的磨損量及易磨損區(qū)域;基于深度學(xué)習(xí)方法構(gòu)建管路磨損量函數(shù),將流量、固體流量、管路長(zhǎng)度、管路直徑、輸送壓力、顆粒粒徑、顆粒密度、顆粒球形度作為輸入,磨損量作為輸出;

      41、利用已有的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型,得到一個(gè)能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)磨損量的模型;在給定流量和壓強(qiáng)條件下,利用訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)模型,輸入相關(guān)參數(shù),得到預(yù)測(cè)的磨損量;

      42、對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行后處理,根據(jù)磨損量的不同程度,得到易磨損區(qū)域的判定;根據(jù)磨損量的大小設(shè)定不同的閾值,將磨損量超過閾值的區(qū)域劃分為易磨損區(qū)域;

      43、使用數(shù)值仿真模擬系統(tǒng),將輸送管路進(jìn)行模型構(gòu)建,并進(jìn)行計(jì)算網(wǎng)格劃分;選擇cfd-dem方法,在仿真模擬系統(tǒng)中采用該方法進(jìn)行求解計(jì)算,根據(jù)數(shù)值模型中的方程和參數(shù),計(jì)算出管路內(nèi)顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡、接觸力、壓力梯度力信息;

      44、根據(jù)仿真計(jì)算的結(jié)果,得到更精確的磨損量及易磨損區(qū)域,根據(jù)顆粒之間的接觸力、壓力梯度力信息,計(jì)算每個(gè)顆粒所受到的碰撞力和壓力梯度力,進(jìn)而得到磨損量的近似值;

      45、將預(yù)測(cè)的磨損量與仿真計(jì)算的磨損量進(jìn)行對(duì)比和驗(yàn)證,評(píng)估預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性和可靠性。

      46、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),基于深度學(xué)習(xí)構(gòu)建管路磨損量函數(shù),公式表達(dá)式為:

      47、wear=f(u,m,l,d,p,d,ρ,∈)

      48、其中u,m,l,d,p,d,ρ,∈分別表示氣體流速、固體流量、管路長(zhǎng)度、管路直徑、輸送壓力、顆粒粒徑、顆粒密度、顆粒球形度;

      49、磨損預(yù)測(cè)通過數(shù)值仿真模擬系統(tǒng)來進(jìn)行計(jì)算判定精確值;

      50、將輸送管路以1:1等比例進(jìn)行模型構(gòu)建;

      51、對(duì)構(gòu)建完成的模型進(jìn)行計(jì)算網(wǎng)格劃分;

      52、選擇適用于氣力輸送的數(shù)值模型和數(shù)值方法;cfd-dem耦合方法中,固體顆粒被視為離散相,其平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由牛頓第二定律描述:

      53、

      54、其中,vi和ωi代表顆粒的平動(dòng)速度和旋轉(zhuǎn)速度,mi,fc,ij,fp,i以及fd,i分別代表顆粒的質(zhì)量、接觸力、壓力梯度力以及曳力,i表示第i個(gè)顆粒,i的取值范圍為1到n,n為顆??倲?shù),j表示第j個(gè)與第i個(gè)顆粒有接觸的顆粒,j的取值范圍為1到k,k為與第i個(gè)顆粒有接觸的顆粒數(shù),t表示時(shí)間,g表示重力加速度,k表示與第i個(gè)顆粒有接觸的顆粒數(shù),ii表示第i個(gè)顆粒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量矩陣,mij表示第i個(gè)顆粒與第j個(gè)顆粒之間的轉(zhuǎn)動(dòng)耦合矩陣;

      55、顆粒與顆粒間或顆粒與壁面間的接觸力通過軟球接觸模型計(jì)算,每個(gè)顆粒所收到碰撞力fc如下所示:

      56、

      57、其中,fc表示顆粒所收到的碰撞力,是顆粒與顆粒間或顆粒與壁面間的接觸力,kn表示顆粒間的法向彈性系數(shù),用于計(jì)算法向彈性力,表示第i個(gè)顆粒與第j個(gè)顆粒之間的法向位移,用于計(jì)算法向彈性力,γn表示顆粒間的法向阻尼系數(shù),用于計(jì)算法向阻尼力,vr表示顆粒間的相對(duì)速度,nij表示顆粒間的法向單位向量,kt表示顆粒間的切向彈性系數(shù),用于計(jì)算切向彈性力,表示第i個(gè)顆粒與第j個(gè)顆粒之間的切向位移,用于計(jì)算切向彈性力,γt表示顆粒間的切向阻尼系數(shù),用于計(jì)算切向阻尼力,fp,i表示顆粒所受到的壓力梯度力,由顆粒所處流場(chǎng)的壓力梯度引起,表示壓力場(chǎng)的梯度,vp表示顆粒的體積;

      58、采用gidaspow曳力模型計(jì)算每個(gè)顆粒所收到的曳力,耦合了wen-yu模型和ergun模型,計(jì)算公式如下所示:

      59、

      60、其中d1和d2分別代表wen-yu曳力模型和ergun曳力模型:

      61、

      62、c1與c2為常數(shù),值分別為180和2,此外cd計(jì)算公式為:

      63、

      64、cfd-dem方法中,氣相被視作連續(xù)相,其質(zhì)量守恒及動(dòng)量守恒公式如下所示:

      65、

      66、其中,dp表示每個(gè)顆粒所收到的曳力,αp表示第i個(gè)顆粒的體積分?jǐn)?shù),αcp表示顆粒最大體積分?jǐn)?shù)的臨界值,d1表示使用wen-yu模型計(jì)算的曳力,d2表示使用ergun模型計(jì)算的曳力,cd表示顆粒的阻力系數(shù),ρg表示氣相的密度,ug表示氣相的速度,up表示第i個(gè)顆粒的速度,ρp表示顆粒的密度,rp表示顆粒的半徑,c1與c2表示gidaspow模型中的常數(shù),分別為180和2,re表示雷諾數(shù),是氣相流動(dòng)的無量綱參數(shù),計(jì)算公式為其中μg表示氣相的動(dòng)力黏度,ρg表示氣相的壓力,fgp表示顆粒所受到的氣固之間的作用力,τg表示氣相的剪切應(yīng)力,表示時(shí)間導(dǎo)數(shù),表示梯度運(yùn)算;

      67、通過將cfd與dem耦合,在數(shù)值仿真模擬系統(tǒng)進(jìn)行求解計(jì)算;

      68、根據(jù)生產(chǎn)情況,給定顆粒、空氣物質(zhì)的密度、黏度物性參數(shù),給定輸送速度及進(jìn)口壓力,出口壓力邊界條件給定;

      69、對(duì)數(shù)值仿真模擬系統(tǒng)計(jì)算后的結(jié)果進(jìn)行處理,得到磨損量及易磨損區(qū)域。

      70、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),得到管路內(nèi)物料流量和端壓的變化情況,包括:

      71、將實(shí)時(shí)測(cè)量得到的物料流量和端壓數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊化處理,將具體的物料流量和端壓值映射到模糊集合中的隸屬度;根據(jù)領(lǐng)域知識(shí),設(shè)計(jì)一組模糊規(guī)則,描述物料流量和端壓之間的關(guān)系,每個(gè)規(guī)則都包含一條條件部分和一條結(jié)論部分,條件部分是物料流量和端壓的模糊集合,結(jié)論部分是要推斷的物料流量和端壓的模糊集合;

      72、利用模糊規(guī)則庫(kù),進(jìn)行模糊推理,根據(jù)物料流量和端壓的模糊集合,通過模糊規(guī)則庫(kù)中的模糊推理機(jī)制,推斷出管路內(nèi)物料流量和端壓的變化情況;模糊規(guī)則庫(kù)通過收集管路內(nèi)物料流量和端壓的實(shí)際數(shù)據(jù),并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,找出其中的規(guī)律和關(guān)聯(lián)性,得到一組模糊規(guī)則,描述了物料流量和端壓之間的關(guān)系,通過將具體的物料流量和端壓值映射到模糊集合中的隸屬度;

      73、將模糊推理得到的模糊集合的隸屬值轉(zhuǎn)化為具體的物料流量和端壓值,將模糊集合映射到具體的數(shù)值,以得到管路內(nèi)物料流量和端壓的變化情況。

      74、為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明還提供了如下技術(shù)方案:

      75、一種氣力輸送實(shí)時(shí)反饋穩(wěn)定輸送智能調(diào)節(jié)系統(tǒng),其應(yīng)用于所述的氣力輸送實(shí)時(shí)反饋穩(wěn)定輸送智能調(diào)節(jié)方法,所述氣力輸送實(shí)時(shí)反饋穩(wěn)定輸送智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括:

      76、監(jiān)測(cè)模塊,用于對(duì)氣力輸送系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),包括物料流量、端壓、閥門開度及供料速度,監(jiān)測(cè)模塊將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給后續(xù)的智能反饋控制模塊;

      77、智能反饋控制模塊,用于根據(jù)監(jiān)測(cè)模塊傳輸?shù)膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù),采用先進(jìn)的控制算法進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋控制,根據(jù)監(jiān)測(cè)到的實(shí)際參數(shù)與設(shè)定目標(biāo)值之間的差異,通過調(diào)節(jié)閥門開度、供料速度控制器輸出,實(shí)現(xiàn)對(duì)物料流量和端壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié);

      78、磨損預(yù)測(cè)模塊,用于通過對(duì)氣力輸送系統(tǒng)的磨損情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析,預(yù)測(cè)管路和設(shè)備的磨損程度;

      79、進(jìn)料模塊,用于控制物料的進(jìn)料過程,包括供料系統(tǒng)的啟??刂萍肮┝纤俣日{(diào)節(jié);根據(jù)智能反饋控制模塊的輸出信號(hào),調(diào)整供料系統(tǒng)的供料速度,以實(shí)現(xiàn)對(duì)物料流量的精確控制;

      80、管路提取模塊,用于控制氣力輸送系統(tǒng)中的管路提取風(fēng)機(jī)的運(yùn)行,包括風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)、啟??刂?;根據(jù)智能反饋控制模塊的輸出信號(hào),調(diào)整提取風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,以實(shí)現(xiàn)對(duì)端壓的精確控制;

      81、輸送管路,用于為實(shí)際的氣力輸送管路,負(fù)責(zé)物料的輸送。

      82、本發(fā)明通過物料流量監(jiān)測(cè)和端壓監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)獲取管路內(nèi)的物料流量和端壓信息;通過磨損預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)在不同流量和壓強(qiáng)條件下管路內(nèi)的磨損情況;這些數(shù)據(jù)對(duì)于實(shí)時(shí)了解管路內(nèi)的物料輸送狀態(tài)和磨損情況非常重要。物料流量和端壓的監(jiān)測(cè)可以幫助判斷輸送過程中是否存在異常情況,預(yù)測(cè)磨損情況有助于提前采取維護(hù)措施,減少系統(tǒng)故障和損耗。通過網(wǎng)段接口傳遞數(shù)據(jù),將物料流量、端壓和磨損預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)傳遞至智能反饋控制模塊;智能反饋控制模塊利用智能算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,得到管路內(nèi)物料流量和端壓的變化情況;智能反饋控制模塊的數(shù)據(jù)處理和分析能力可以實(shí)現(xiàn)對(duì)管路內(nèi)物料輸送過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié);通過智能算法的運(yùn)算,可以更準(zhǔn)確地分析物料流量和端壓的變化情況,為后續(xù)的調(diào)節(jié)提供準(zhǔn)確的依據(jù)。根據(jù)智能反饋控制模塊的調(diào)節(jié)結(jié)果,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),包括控制閥門、調(diào)整進(jìn)料系統(tǒng)的供料速度及調(diào)整管路提取系統(tǒng)等;通過實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),可以根據(jù)智能反饋控制模塊的分析結(jié)果,對(duì)氣力輸送過程進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)控制閥門、進(jìn)料系統(tǒng)和管路提取系統(tǒng)等,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物料流量、端壓等參數(shù)的精確控制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的物料輸送。

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