基于图像处理技术的循环流化床流体动力特性的研究

综述了国内外循环流化床流体动力特性可视化研究的概况 ,对该领域研究的现状和结果进行了分析和总结。上海交通大学在流化床燃烧气固两相流可视化研究方面做了大量细致的工作 ,取得初步成果 ,文中对此做了评述。对于如何摄得清晰且可信度高的图像 ,如何通过二次开发对图像进行有效处理 ,获得定量信息 ,并进而建立可资应用的理论模型 ,是可视化研究的主攻关键和独到之处。参 1 1     

非均匀布风内循环流化床内气泡特性的可视化研究

采用图像处理方法 ,可视化研究非均匀布风内循环流化床中的气泡特性。用CCD摄像机将拍摄的数字图像进行处理 ,从而得到清晰的气泡图像。研究不同流化速度及床层高度处的气泡形状和尺寸 ,同时对内循环流化床中的气泡破裂与合并现象进行分析。     

PIV应用于气固多相流动的研究现状

作为一种瞬时全场测速技术，PIV测试技术近年来在单相流或多相流领域中得到了广泛应用，作者概述了国内外近年来PIV技术在气固多相流动领域中的应用状况，并着重对流化床和循环流化床气固两相流动粒子图像可视化研究工作进展进行了总结和分析，指出PIV技术在循环流化床气固两相流体特性研究中具有很好的应用前景，图1参13。     

循环流化床可视化研究初探

宽筛分流化床的流体动力学特性的研究,对于改善循环流化床的设计与运行具有重大的意义．简要介绍自行设计并搭建的试验台系统。利用ＣＣＤ的图像快速采集功能,获得了不同气速下床内的流态图像,并用图像处理方法对这些原始图像进行了有效的处理．实现循环流化床内空气动力学特性的可视化,为图像处理技术应用到循环流化床锅炉作了有益的尝试。     

循环流化床中气固两相流动特性的可视化研究

在自行设计并搭建的试验台上,利用CCD的图像快速采集功能,获得了不同气速下流化床内的流态图像,并用图像处理方法对这些原始图像进行了有效的处理。研究了贴壁回探流、气体局部扩散系数、局部空隙率随横向位置和高度的分布、气泡的上升速度,给出了实验中气泡边界曲线的分维数。实现了循环流化床内气固两相流体动力学特性的可视化,为图像处理技术应用到循环流化床作了有益的尝试。     

流化床流体动力特性的图像处理方法研究

主要通过图像处理手段对流化床内气固两相流动特性进行定性和定量研究分析。首先在流化床冷态实验台上做了一组不同流量下气固两相流动特性的实验 ,然后用CCD摄像头把这些原始图像采集下来 ,再通过计算机对原始数据进行后处理 ,采用Matlab对这些原始图像进行处理 ,取得了不错的效果 ,并可近似计算出一些基本的物理量 ,如颗粒浓度 ,空隙率等。     

图像处理在二维循环流化床瞬态射流长度测量中的应用

鼓泡的瞬态运动现象是流态化科学中的一个关键性的基础问题 ,由于流化床中鼓泡的瞬态运动一直未得到真正的解决 ,故自行设计并搭建了二维循环流化床 ,利用CCD的图像采集功能 ,对鼓泡瞬态运动进行可视化研究 ,应用小波分析方法对射流图像进行消噪和增强。处理后的图像效果较好 ,从而获得 3种表观气速下瞬态射流长度的实验数据。图像测定结果可信度较大 ,与Yang和Keairns(1 979)给出的经验公式计算的结果进行了比较 ,误差最大仅为 1 0 .5 %。     

流化床炉内温度场的虚拟表示

介绍了以VC^ 6．0为平台，结合Intra3D技术，研究流化床锅炉燃烧温度场的三维动态可视化虚拟表示．在流化床锅炉燃烧温度场的动态全面仿真的基础上，运用计算机图形学的理论和方法，利用数字仿真的大量数据，借助粒子运动系统的规律，建立流化床虚拟火焰，并实现动态显示和基本的人机交互，该技术的研究，可拓展热力系统性能研究的思路，弥补试验或中试研究投资大和周期长的不足，开拓出新型热力系统的虚拟再现研究手段。     

内循环流化床气泡运动特性的可视化研究

城市固体废弃物焚烧过程中采用非均匀布风的内循环流化床，这种内循环流化床有其独有的特点，使用非均匀布风实现床料颗粒的大尺度回旋流动，内循环流化床气中气汽的运动特性直接影响着床料的回旋流动及床料的混合，因此，有必要研究内循环流化床中气泡的运动。该文采用可视化的方法研究气泡的运动轨迹及运动速度。     

循环流化床内局部颗粒混合特性的研究

为了研究流化床内固体粒子的混合特性，从固体粒子运动速度的脉动特性和浓度分布出发，提出了局部颗粒混合因子的概念及数学模型。并利用高速摄影CCD和相关分析等图像处理方法对该模型进行了试验验证和分析。从试验结果来看：混合因子的分布与粒子混合的剧烈程度有较好的对应关系，描述了流化床投影面上粒子的混和特性。在实现上，计算混合因子所需要的信息全部来自粒子运动图像，属于非接触测量，易于在线分析。因此，该因子可以作为一个定性参数来描述流化床内局部区域粒子的混合特性。图6参11     

以人为本的柴油机工作过程可视化系统设计

以科学计算可视化为指导思想，采用MVC风格体系结构作为系统的框架，对柴油机缸内燃烧数值模拟所获的计算结果进行实时可视化研究。通过调用可视化软件Tecplot对模拟计算所获的数据进行实时处理，利用Visual Basic开发图形显示系统，达到9幅图实时显示并且能够自由控制图像的动画视觉效果，从而开发出以人为本的柴油机工作过程可视化系统。     

木屑旋涡流化床实验台的试验研究

为解决木质燃料在流化床锅炉中的良好燃烧问题，作者自行设计、安装了一台燃用木屑、粗煤粉两用旋涡流化床实验台，采用细颗粒煤体床料，在实验台上做了燃烧木屑和粗煤粉的热态试验研究。为设计和研究燃用木质燃料的流化床锅炉提供了可靠的技术依据。     

激光CT技术测量柴油机喷雾的研究

本应用激光技术对柴油机喷雾进行了研究。研制、开发了一套柴油机喷雾的激光ＣＴ测试系统，其中采用红宝石激光器作光源、ＣＣＤ摄像机作探测器，将柴油机喷雾图像实时采集到计算机图像处理系统上。根据采集的喷雾投影数据，用代数重建技术（ＡＲＴ）对喷雾图像进行重建，实现了柴油机喷雾内部构造的可视化和相对浓度的三维测量。     

循环流化床锅炉热效率影响因素的试验研究

对一台75t/h循环流化床锅炉进行了详细的热效率试验,在试验结果的基础上,研究分析各影响因素对循环流化床锅炉效率及其各项热损失的影响,所得结果对如何通过改进循环流化床锅炉的设计和运行来提高锅炉热效率提供有意义的指导。     

非均匀布风内循环流化床中气泡特性的可视化研究

采用数字图像处理技术对非均匀布风内循环流化床中气泡形状、气泡尺寸沿床层高度方向的变化、气泡运动轨迹及气泡上升速度等特性进行了可视化研究。结果表明:非均匀布风内循环流化床中只在高风速区产生大量向上运动的气泡;气泡沿床层上升,气泡形状逐渐向水平方向发展,且气泡尺寸增大;气泡在上升过程中存在横向偏移,增大高风速区流化速度,气泡横向偏移量增大;沿床层高度方向,气泡运动速度有较大波动,为非均匀布风内循环流化床的设计和运行提供了科学依据和理论基础。     

循环流化床煤着火特性的试验研究

对不同煤种在循环流化床（CFB）条件下的着火温度进行了试验研究，分析了流化床条件下煤着火燃烧的特点，并对流化床煤的着火温度进行了公式拟合，提出了简单的计算方法。对燃烧无烟煤的CFB锅炉，建议采用启动煤点火。     

惰性粒子流化床蒸发器强化传热性能的研究

本文对惰性粒子流化床蒸发器的强化传热进行了研究，并对惰性粒子流化床蒸发器的防、除垢性能进行了探讨。     

提高水泵水轮机流动可视化图像质量的方法

利用PIV流场测试技术,对低比速混流式模型水泵水轮机转轮在水轮机工况下进行了可视化研究。为了改善图像质量,采用图像去噪与锐化等图像处理方法对提高图像解析精度和减少错误矢量有一定作用,尤其采用图像运算增加图像信息量的方法,是一种改善图像质量非常有效的方法。     

试论循环流化床锅炉给煤系统的设计

该对循环流化床锅炉给煤系统若干设计方案进行了全面的论述，对影响系统设计的主要因素和系统设计应注意的主要问题做了简要说明，并对今后给煤系统设计提出了建议。     

W型火焰锅炉炉膛温度场的可视化试验研究

使用火焰辐射图像探测系统探测炉膛空间发射到镜头各像素的辐射能量，然后从能量传递和平衡的角度，由所得图像重建空间的温度场。在300MW机组W型火焰炉进行了炉膛二维断面温度场可视化重建试验。试验在炉膛壁面布置4个CCD火焰探测器，采用计算机图像采集处理技术获取炉膛火焰辐射图像，通过对火焰辐射图像的处理以厦相关算法，重建炉膛断面温度分布、可动态反映火焰断面温度水平、火焰中心的偏穆和火焰刷墙等燃烧异常工况。断面温度场可视化结果刷新一次的时间不超过5S，满足在线监测的要求。