基于静电耦合电容双模复用阵列传感器的气固流动参数测量方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51906209
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0606.热物性与热物理测试技术
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The measurement of gas-solid two-phase flow parameters is valuable in theory and practice to reveal the inherent law of gas-solid two-phase flow, monitor and control the related industrial process. To deal with some subsistent problems such as single sensing mechanism and limited detective capability in electrical measurement of gas-solid two-phase flow parameters, an improved method of multi-parameters measurement of gas-solid two-phase flow based on electrostatic coupled capacitance dual-mode sensor array is put forward in this project. The physic and mathematic models of the electrostatic coupled capacitance dual-mode sensor array are established, and the measuring mechanism, as well as the sensing characteristics of the sensor array are investigated, then the optimal design of the sensor array is explored; A new type of twin-plane electrical capacitance tomography system based on electrostatic coupled capacitance dual-mode sensor array is designed by using individual excitation electrode, by which the particle permittivity distribution and velocity distribution can be measured; Based on the new dynamic spatial charge sensitivity of the sensor array, a fresh method for measuring particle charge distribution is established by using the electrostatic signal as major information source, and the permittivity distribution and velocity distribution as prior knowledge. The experiment is undertaken and the relationship between the flowing state of the gas-solid two-phase flow and the particle charging is analyzed, then the law of the particle charging is revealed. The project is expected to lay a theoretical foundation for investigating the characteristics of gas-solid two-phase flow, and provide measuring means for monitoring industrial process and preventing electrostatic hazards.
气固两相流动参数测量对气固两相流的机理研究及相关工业过程检测与控制具有重要的理论和应用价值。本项目针对目前电学法气固两相流动参数检测技术存在的传感机制单一、测量精度有限等问题,提出静电耦合电容双模复用阵列传感器气固两相流动参数测量方法。建立静电耦合电容双模复用阵列传感器的数理模型,分析传感器的传感机理及传感特性,为耦合传感器的优化设计提供基础;研制一种基于耦合传感器的新型激励-检测模式双截面电容层析成像系统,采用激励电极单独切换设计方案,实现颗粒介质分布和速度分布测量;在深入研究耦合传感器动态空间电荷灵敏场的基础上,以耦合传感器输出静电信号作为主要信息源,颗粒介质分布和速度分布作为先验信息,建立颗粒荷电分布精细测量方法;实验研究分析气固两相流动状态与颗粒荷电之间的关系,揭示颗粒荷电规律。该项研究成果将为探究气固两相流基本流动特性、监控工业生产过程以及预防静电危害提供基础测量方法和手段。

结项摘要

多相流动参数测量对多相流的机理研究及相关工业过程检测与控制具有重要的理论和应用价值。针对目前电学法多相流动参数检测技术存在的测量分辨率有限等问题,本项目提出基于电学原理的多场耦合多相流动参数在线测量方法,建立三维流场-静电场动态耦合模型,定量评估电学法多相流动参数测量精度,实验研究分析多相流动状态与流动参数的关系,探究多相流动规律及特性。通过对气固两相流动参数(颗粒浓度、分布以及速度)测量方法的研究和掌握,分别设计了抗静电干扰的电容层析成像(ECT)装置和基于静电传感器阵列的颗粒局部平均速度测量系统,在循环湍动流化床(C-TFB)上进行了测量试验,试验结果表明开发的装置和系统能够实现C-TFB颗粒浓度、分布以及速度的准确测量,达到课题预期的研究目的。在三维流场-静电场动态耦合模型开发方面,本项目组与英国爱丁堡大学Yunjie Yang研究员进行了合作研究。在国际上首次提出了数字孪生电学层析成像多相流检测,实现了多相流动参数在线准确测量。目前本项目已在国内外高水平学术期刊上发表期刊论文6篇,申请发明专利2项。该项研究成果将为探究多相流基本流动特性、监控工业生产过程提供基础测量方法和手段。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(2)
A virtual platform of electrical tomography for multiphase flow imaging
多相流成像电层析虚拟平台
  • DOI:
    10.1063/5.0103187
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    Physics of Fluids
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Shengnan Wang;Francesco Giorgio-Serchi;Yunjie Yang
  • 通讯作者:
    Yunjie Yang
Investigation of a circulating turbulent fluidized bed with a fractal gas distributor by electrostatic-immune electrical capacitance tomography
通过静电免疫电容断层扫描研究带有分形气体分配器的循环湍流流化床
  • DOI:
    10.1016/j.powtec.2019.11.077
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Powder Technology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Shengnan Wang;Xianliang Sun;Chuanlong Xu;Jiatong Bao;Ci Peng;Zhiyong Tang
  • 通讯作者:
    Zhiyong Tang
基于ECT的气固两相流颗粒浓度在线无损检测
  • DOI:
    10.13382/j.jemi.b2104247
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    电子测量与仪器学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王胜南;李敏艳
  • 通讯作者:
    李敏艳
循环湍动流化床颗粒的局部平均速度在线测量系统
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    扬州大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王胜南;李敏艳;彭词
  • 通讯作者:
    彭词
Quantitative Measurement of Two-Phase Flow by Electrical Capacitance Tomography Based on 3D Coupling Field Simulation
基于3D耦合场模拟的电容层析成像两相流定量测量
  • DOI:
    10.1109/jsen.2021.3094467
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
    IEEE Sensors Journal
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Shengnan Wang;Jiamin Ye;Yunjie Yang
  • 通讯作者:
    Yunjie Yang

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其他文献

基于ESMD的浓相气力输送颗粒静电信号分析及速度测量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    东南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁佐榕;李健;王胜南;许传龙;王式民
  • 通讯作者:
    王式民
阵列式静电-电容传感器灵敏度特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    仪器仪表学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王胜南;许传龙;李健;王式民
  • 通讯作者:
    王式民

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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