利用消光法测量气体发光火焰辐射率和温度

燃烧火焰辐射率对于光学法测量火焰温度具有重要意义。利用消光法测量气体发光火焰中炭粒子的平均体积浓度,结合炭粒子在可见光及近红外区域（５１４．６￣１０６３．３ｎｍ）的折射率,得到火焰辐射的单色辐射率随波长的变化规律。对不同浓度丁烷气体火２此方法所获得的火焰辐射率和在此基础上得到的火焰温度与已有的研究结果较为吻合。     

碳黑沉积法用于非预混乙烯火焰检测的影响因素分析

碳黑沉积法是一种测量火焰中碳黑容积份额的新方法,它通过将热电偶快速插入到火焰中的不同位置让碳黑在热电偶节点上沉积然后利用这段时间内记录的节点温度值计算出火焰中不同位置处的碳黑容积份额,但其用于非预混乙烯火焰检测时存在三大影响因素:热电偶偶丝的导热,沉积到热电偶节点上碳黑的密度数值和碳黑颗粒团直径数值,这些参数在以往的研究中采用的都是经验数据,误差较大。该文针对这三大因素采用数值模拟的方法对他们对检测结果的影响进行了分析。发现在这3个易被忽略的因素中,偶丝导热和节点上碳黑密度对检测结果有较大影响,而碳黑颗粒团的直径数值则影响不大。     

激光数码全息测量技术在循环流化床中的应用

粒子在床内的空间分布对循环流化床的研究非常重要，该文用激光数码全息技术对流化床冷态实验台的稀相区进行测量试验。利用HE-NE激光器通过两扇开设在流化床炉壁上的玻璃窗照射床内粒子，激光与粒子遭遇并产生衍射，衍射生成的同轴全息图被一只数码摄像机拍摄。基于该文的数学模型，同轴全息过程可以用一组小波函数的卷积来表述，因此两相流粒子的三维图像可以通过全息图与小波函数的卷积来实现数码重建。利用一系列图像处理手段从三维重建图像中获得粒子的粒径和三维坐标，从而得到流化床内部的粒子空间分布。最后对实验结果进行了分析。     

测定重油火焰高温区内的机械不完全燃烧量

燃烧产物中的机械不完全燃烧量,是蒸气锅炉炉膛内液体燃料燃烧过程完成程度的最重要指标之一。从评价燃烧室内的换热条件的观点来看,精确地测定炉内高温烟气中的固体可燃颗粒的浓度是极其重要的。火焰中有这样的固体粒子、尤其是有极细的碳黑粒子存在时,火焰的亮度增加,即辐射放热增加。     

用激光诱导可见光法测量电场影响下火焰碳烟颗粒浓度的分布变化

建立了一套基于激光诱导白炽光法（LII－Laser Induced Incandescence）及双色法标定的颗粒浓度定量诊断系统。该系统利用高能脉冲激光瞬间加热火焰中的纳米颗粒,使颗粒迅速升温到3500至4000K,从而诱发白炽光,再利用双色法进行标定,确定光强与颗粒浓度的量化关系,从而计算出火焰中颗粒的绝对浓度以及二维分布。利用该系统测量电场影响下的火焰碳烟颗粒浓度变化发现：正负外加电场均可以降低火焰中碳烟颗粒的浓度,但在加压初期浓度均有升高,并且高度在7 kV时开始降低,浓度在小幅度升高后持续下降,离子风加强了物质间的混合,燃烧充分。热泳力瞬时采样法佐证了负电场对火焰碳烟颗粒有更强的抑制作用,当电压为－15kV时,浓度降低至小于10％。     

旋流火焰温度及烟黑颗粒浓度分布的联合重建研究

旋流燃烧火焰中温度及烟黑颗粒浓度分布对于旋流燃烧机理及燃烧器设计具有重要意义,提出了一种新的离散重建模型,用于旋流火焰内温度及烟黑颗粒浓度的三维联合重建。该模型以CCD为测量传感器,通过构建辐射逆问题求解方程,从CCD输出的辐射投影图像重建温度分布。通过数值模拟讨论了测量噪声、烟黑颗粒浓度对重建精度的影响,结果表明即使在有噪声的情况下,该模型也能获得准确的测量结果。文中实验测量了450kg/h重油旋流火焰内温度及烟黑颗粒体积浓度分布,温度测量结果与热电偶的差异在50℃以内。     

基于氢氧基平面激光诱导荧光法的稀释燃烧机理实验研究

为探讨反应物预热温度和稀释率对稀释燃烧机理的影响,该文以氮气稀释的甲烷-空气对冲扩散火焰为研究对象,采用氢氧基平面激光诱导荧光法(hydroxy radical planar laser induced fluorescence,OH-PLIF)进行实验研究。以OH基反 应区厚度表征火焰厚度,实验结果表明,在反应物预热温度较低情况下,当预热温度一定时火焰厚度随反应物稀释率增大(或者浓度减小)而减小,当反应物稀释率一定时火焰厚度随预热温度升高而增大。但进一步分析表明,在反应物预热温度足够高时,火焰厚度将随反应物稀释率增加而增大。根据预热对化学反应速度的增大与稀释对化学反应速度的减小的共同作用,从火焰厚度随反应物预热温度与稀释率的变化情况可推断,在低预热温度稀释燃烧过程中,预热温度是影响火焰结构的主要因素;在预热温度足够高的稀释燃烧过程中,稀释率是火焰结构的主要影响因素,此时由于稀释引起化学反应速度大大降低,因此火焰厚度或体积显著增大。     

两种辐射温度图象监测方法的模拟比较分析及其适用性评价

该文对双色法和单色法两种辐射温度图像检测方法进行了深入的计算比较分析，计算结果表明，尽管假定炉膛内介质的辐射特性是灰性的，但由于在边界通过成像方式检测到的单色辐射能受到边界反射的影响，沿用灰性物体所遵循的辐射光谱特性进行温度计算的结果会很离奇。即使如此，将双色高温计参考温度测量方向尽量指出系统的最高温度区域，采用单色法检测温度分布曲线还是基本合理的。由于彩色图象处理器件中能够分配给三原色各自的存储单元有限，而且火焰温度变化范围较宽，三原色信号之间相差悬殊，采用红、绿、蓝三原色信号之间的比值计算温度图象的简化双色法适用范围受到限制。最后，提出了一种综合双色法和单色法辐射温度图象检测方法各自优点的新方法。     

O_(2)/CO_(2)和O_(2)/N_(2)气氛下单颗粒煤火焰碱金属光谱辐射特性EI北大核心CSCD

不同气氛条件对煤颗粒反应特性有着很大的影响,因此本文研究了O_(2)/CO_(2)和O_(2)/N_(2)气氛对单颗粒煤燃烧过程火焰面积、火焰温度及碱金属(Na^(*)和K^(*))光谱辐射特性的影响。基于煤颗粒可视化滴管炉,结合火焰光谱诊断系统,捕捉了火焰图像并采用多波段辐射法计算不同氧浓度为30%、40%和50%下的火焰温度。结果表明,随着反应的进行,火焰温度增加而火焰面积先增加后减小。O_(2)/CO_(2)气氛下,煤颗粒周围出现一层薄薄的“火焰层”,而在O_(2)/N_(2)气氛下没有观察到类似的现象,这源于CO_(2)较高的热容值。随着氧浓度的增加,火焰中Na^(*)和K^(*)的辐射峰值强度增加。另外,O_(2)/N_(2)气氛下Na^(*)和K^(*)峰值强度和火焰温度高于O_(2)/CO_(2)气氛,且Na^(*)和K^(*)峰值强度的与火焰温度呈正相关,可以用碱金属原子辐射光谱来表征火焰温度。     

气相温度脉动对碳黑成核与长大及氧化反应的影响

研究气相温度脉动对碳黑成核与长大反应以及碳黑氧化反应的影响.计算结果表明,在气相平均温度为1 500～1 800 K的条件下,碳黑成核和表面长大过程以及碳黑氧化过程中碳黑质量分数的瞬时变化都受到气相温度脉动的影响,这种影响随气相温度脉动强度的增加而变大.在碳黑成核和表面长大过程中,气相温度脉动加快了碳黑成核和表面长大反应的进行,温度脉动强度的增加使得碳黑时均质量分数增加.在碳黑氧化过程中,气相温度脉动强度的增加导致碳黑时均质量分数减少,而时均颗粒数密度则有所增加.     

垃圾焚烧炉炉内环境与入炉垃圾间的传热分析

用两种方法计算了垃圾焚烧炉中烟气的黑度εｇ和吸收率αｇ,由于烟气中水蒸汽成分较高,所得εｇ、αｇ大于相同温度、相同空间形状下燃煤烟气的εｇ、αｇ,且由单色气体黑度公式推得的经验公式εｇ＝１－ｅ－ｋｐＬ与查图计算有较大偏差。计算了层燃炉中烟气辐射、炉拱辐射、烟气对流３种传热方式对入炉垃圾加热的热流密度,三者处于同一数量级,故炉型设计要综合考虑３种传热的影响。比较了流化床和室燃炉中仅靠烟气对流加热与仅靠烟气辐射加热的着火时间大小,讨论了垃圾颗粒尺寸对加热的影响     

气固两相流横掠圆管传热的研究

本文根据气固两相流横掠圆管的传热机理，建立了能综合考虑颗粒运动轨迹、颗粒与壁面的碰撞频率、碰撞角度、颗粒在壁面停留时间、颗粒与壁面接触面积、固体颗粒浓度、颗粒粒度、圆管位置、烟气流速和温度等因素对气固两相流传热影响的两维数学模型。模型通过对流场和颗粒场的计算可较好地模拟气固两相流传热过程的复杂性和随机性，模型计算结果与实验相吻合。本模型可为工程应用提供较可靠的计算方法。     

燃煤PM10湍流聚并GDE方程算法及算例分析

颗粒群平衡方程（GDE）是模拟计算超细颗粒物的聚并情况有效方法,针对GDE方程的特点分别探讨了分区法、矩方法、MC方法等主要算法,运用激光粒度分析仪和ANDERSON测量PM10初始尺度分布,为超细颗粒物聚并的数值模拟计算提供了理论借鉴.利用CFD软件编程功能,编写湍流聚并计算程序,计算结果同文献、实验结果吻合较好,有效说明了湍流聚并模型及计算方法的合理性.     

热泳沉积的模型构建及其影响因素分析

针对锅炉受热面初始沉积层的热泳沉积机理建立了模型,采用文献中的实验结果及模型研究结果检验了模型的合理性,并通过考虑沉积层外表面温度随沉积层生长的动态变化改善了模型预测的准确性。结果表明:烟气温度和碱金属质量浓度高对热泳沉积表现为促进作用,烟气流速高对热泳沉积仅表现出微弱的促进作用;较高的管壁温度对热泳沉积表现为抑制作用;在相同的条件下,K2SO4的热泳沉积过程与Na2SO4具有高度的相似性,热泳沉积与气溶胶颗粒的组成成分无关;当气溶胶颗粒粒径小于1μm时,初始沉积层厚度与颗粒粒径的分布无关。     

燃煤电厂超低排放颗粒物在线监测烟气除湿技术

燃煤电厂超低排放颗粒物浓度在线监测常采用光散射法,但该法受排放烟气的相对湿度、水滴和汽雾等影响。为提高测试结果的准确性,以HJ836—2017《固定污染源废气、低浓度颗粒物的测定 重量法》为参照标准,通过实验找出了光散射法测量误差与相对湿度的关系;为降低待测烟气相对温度及水滴和汽雾,对旋流加热器和直管加热器进行了研究。实验结果表明：相对湿度＜55%时,颗粒物浓度的测量误差可忽略不计;在相同功耗条件下,旋流加热器的加热效率比直管加热器的加热效率高30%;为满足燃煤电厂超低排放要求,提高颗粒物在线监测的可靠性,烟气预处理采用旋流加热时的温度不应低于120 ℃。     

基于图像处理的燃烧诊断和温度场测量系统在300MW电站锅炉上的应用

电站锅炉的火焰检测和诊断技术对于锅炉的安全运行具有至关重要的意义,因此建立了一套基于图像处理的燃烧诊断和温度场测量系统。系统安装在300MW电站锅炉的BC层燃烧器,主要完成图像显示、历史记录、动态趋势预测和温度场计算等。提出了综合运用辐射传热、光学、计算机层析成像（CT）和计算机图像处理等多种技术的截面温度场计算方法。对基本误差也进行了比较和分析。     

电站锅炉煤粉燃烧器一次风煤粉气流火焰传播特性试验研究

采用煤燃烧试验室的专项试验装置和规范化的测试工艺，对包括无烟煤、烟煤和褐煤在内的五种动力用煤的煤粉气流火焰传播速度进行测试，试验结果表明：煤粉浓度、煤粒尺寸、煤粉气流的初始温度和煤质特性等对层流火焰传播特性均有不同程度的影响     

人工神经网络在火焰图像比色测温法中的应用

首先分析了基于火焰辐射图像的比色测温法在误差校正方面存在的问题,然后利用神经网络的BP算法在函数逼近方面的优良性质,提出了基于图像的神经网络逼近映射关系的比色测温法。该法现已用于实践：将训练结束的神经网络融入到测量系统,并在某流化床锅炉火检系统中进行了温度测量试验,取得了满意的结果。