基于辐射图像处理的壁温分布监测实验研究

大型工业炉窑燃烧监测可简化为封闭空腔体系内的辐射换热问题，精确定量其边界辐射特性是开展后续辐射逆问题研究的基础，而这需要解决壁面辐射与空间辐射相互耦合的难题。通过引入基于蒙特卡洛的DRESOR法来精确求解封闭空腔内部辐射传热方程，解耦了计算边界处检测能量中分别来自空间辐射和壁面辐射的份额，并比较了温度分布和辐射物性参数对壁面辐射贡献份额的影响，最后实验验证了利用边界检测辐射信息反演壁面温度的可行性。本研究将为探索工业炉窑壁面热物理量场检测方法提供参考。     

数字彩色扩印系统的色空间变换和色域研究

提出了一种用于数字彩色扩印系统的色空间变换和色域边界面确定方法.基于成色染料的单色色度特性与数字驱动值之间以及复色与单色色度特性之间的一维和三维特征关系,通过色度密度的概念及神经网络方法将此关系定量化,由此建立了输出色度空间与输入数字色空间之间的变换关系.采用512个训练色样的变换精度高于通常的729组训练三维查找表方法;实际扩印输出与训练组不同的729个检验色样的CIELAB平均和最大色差分别为2.69和10.50.基于光谱插值的色域边界点确定方法,得到了分布较均匀的色域边界点集描述和三角形网格描述.     

基于辐射图象处理的炉膛燃烧三维温度分布检测原理及分析

采用数字化摄象装置从电站锅炉炉膛第三级燃烧空间摄取燃烧辐射圈象时，所得到的二维灰度分布图象实质上是燃烧介质的三维辐射能量通过光学成象的方式在图象传感器（如CCD靶面）二维平面上的某种累积效应，以此原理为基础，本文建立了二维辐射国象和三维辐射能量（温度）分布的数学关系式，并从比色测温法入手，从理论上解决了其中难度较大的从幅射能转换到图象灰度的定量关系问题，使得这种方法变得简单易行。最后对这种方法实施的可行性进行了分析，并讨论了改进测量精度的途径。这种方法容易推广到内燃机燃烧、航空发动机燃烧等场合的三维温度分布检测中。     

回归方法在分析煤灰成分与灰熔融特性关系上的应用

本文采用多元线性回归方法对我国部分煤的灰成分与灰熔融特性之间的关系进行了分析,认为此种方法是可行的,它有利于了解煤灰成分之间的相互联系及其对灰熔融行为的影响,并给出了利用煤灰成分计算福建无烟煤的灰熔融特性温度 t_2、t_3的公式。     

开关电器电弧的温度检测研究

针对开关电器电弧提出了一种温度测量的方法.采用光学诊断技术,通过光谱理论使用CCD、干涉滤光片和中性滤光片来测量电弧温度.设计了电弧的图象采集实验装置.针对电孤等离子体温度场分析中Abel逆变换的计算,应用图像预处理技术,包括小波变换技术去除图象背景噪声以及采用Sobel算子对图象进行边缘提取,推导了电弧温度检测公式.获得了开关电器电弧的温度分布.为开关电器电弧温度检测提供了一种有效的检测方法.     

基于逆向蒙特卡罗法的煤粉炉内辐射能传递计算

针对求解煤粉炉内辐射能传递方程时遇到的大辐射源小接收体现象所带来的时间复杂度问题，提出使用三维逆向蒙特卡罗法来提高求解精度和收敛速度。通过从炉内混合介质到辐射能传感器的辐射投影强度的逆向模拟计算，求解了炉内介质的辐射特性参数，并分析了炉内介质辐射特性的变化与辐射能之间的对应关系，计算结果表明该方法能够节省计算时间并提高计算精度。辐射能传递计算的结果给出了300MW煤粉炉内辐射能信号光谱分布曲线，并显示了炉内辐射能随介质物理特性的变化关系曲线，为基于辐射能信号的锅炉燃烧诊断研究提供了理论依据。     

燃煤锅炉中火焰黑度的在线检测与分析

在大型电站燃煤锅炉中，辐射是最主要的换热方式，研究煤粉燃烧火焰的黑度（辐射率）对炉内的辐射传热计算有着非常重要的作用。该文提出用彩色摄像机的RGB函数测量火焰黑度。当用彩色CCD摄像机摄取煤粉炉内火焰辐射图像时，实际上获得的是红、绿、蓝三基色波长下的单色辐射图像。基于Wien辐射定律和辐射图像处理技术可以从3幅单色辐射图像中检测到燃粉锅炉中火焰的黑度。该检测方法用黑体炉进行标定。在3种负荷工况下，对两台燃煤锅炉的检测结果表明：沿炉膛高度方向，燃烧器区域的火焰黑度最大，炉膛上部的火焰黑度较小；灰份含量较高的煤，其燃烧火焰黑度较大；当负荷变大时，火焰黑度也随之增加。     

气化炉辐射废锅内多相流场和温度场的数值模拟

通过直接数值模拟的方法对实际气流床煤气化辐射废锅内三维多相流流场和温度场进行了模拟。连续相流场采用Realizablek-ε湍流模型求解,而颗粒相采用基于随机过程的随机轨道模型,并采用双向耦合算法计算两相间的相互作用。温度场计算肘基于灰气体加权和模型与离散坐标法相结合的方法求解热辐射方程,同时考虑了煤渣颗粒的热辐射和散射影响,利用Ranz-Marshall关系式计算气固相间对流换热作用。结果表明:辐射废锅顶部存在一火炬状入口射流,其长度随中心流道的缩小而缩短;辐射废锅顶部、底部以及入口射流周围各自存在不同形状回流区;整体温度随鳍片水冷壁面积的增加而降低,但鳍片宽度过大可能造成水冷壁灰渣沉积堵塞;不同水冷壁布置方式的计算结果与实际测量值基本吻合。     

基于具有明显测量误差的辐射图象的二维炉膛温度分布重建和快速特征识别研究

采用辐射图象处理进行二维炉膛温度分布重建是一个典型的逆问题。由一个数字代摄像装置 (CCD)镜头获取的信息重建温度场会使重建结果对误差过于敏感。本文采用4个CCD镜头来获取更多有效信息 ,将温度分布重建问题转化为一种线性规划求解问题。通过给定温度的范围来加强对问题的约束 ,并采用一种内点法算法建立了一种二维炉基金项目 :国家自然科学基金资助项目 ( 5960 60 0 7)膛温度分布重建和快速特征识别方法。对单峰和双峰温度分布的计算结果表明 ,此方法可以显著提高整个系统在辐射图象具有明显测量误差情况下的重建精度 ,满足实际应用的要求。该方法很容易推广到电站锅炉炉膛三维温度场重建及其它领域的应用中。     

声波除灰的管阵列声场数值模拟研究

基于边界元法,利用ANSYS软件建立了电站锅炉低温过热器管阵列的三维整体模型,在声学分析软件SYSNOISE中模拟计算了声波除灰时模型空间内以及管壁表面声场的分布特性.分析得出:模型空间内各处声压级的分布变化梯度很大;由于后墙对声波的反射作用,末排管周围声场的声波能量高于声源辐射的功率.通过计算场点声压级和计算结果的提取命令可确定除灰死角的具体位置,以进行补吹.