利用面阵CCD进行火焰温度分布测量(Ⅱ)——三维截面温度场的测量

利用CCD（电荷耦合器件）进行火焰截面温度分布测量的测试系统，作了简化处理建立了实用的模型。对遗传算法的略改进后，用以求解所建立的模型以重建出待测的火焰截面温度分布。最后对遗传算法的数值性质进行了分析，并在油煤混烧试验台上进行了试验，给出了测试结果。     

煤粉燃烧一维温度分布可视化模拟研究

现有的红外线热像仪监测火焰时只能提供火焰累积温度图像，无法提供火焰内部温度分布信息。在一定条件下煤粉炉膛内的局部燃烧过程可近似为一维对象，本文作者提出采用两只探头分别从其两炉壁开孔处拍摄火焰图像，运用图像处理技术和辐射传递原理重建出两探头之间的一维温度分布。对两种典型温度分布对象，采用两种火焰监测方式，分别进行了模拟研究，并给出了实验的初步结果。结果表明以适当的拍摄角度可获得良好的重现效果，说明其方法具有应用价值。     

发射CT法同时测量含烟黑火焰的温度与烟黑浓度分布的实验研究

基于烟黑辐射特性，利用烟黑单色辐射强度图像信息，采用CT算法同时重建含烟黑火焰温度与烟黑浓度分布，对蜡烛火焰与煤油火焰的温度与烟黑体积分数进行了测量．测量结果表明在两种火焰中，较大烟黑浓度都位于较高火焰温度之内，即在火焰外环的反应区内．另外，由于煤油火焰的燃料量大，因而会增大火焰中的烟黑浓度，辐射损失增大，降低火焰温度．这与有关实验结论是一致的．     

乙烯/空气扩散火焰截面烟黑体积分数和温度分布的反投影重建

给出了基于图像双通道辐射能反投影值的火焰截面内烟黑体积分数和温度分布的重建模型,通过试验分析了乙烯/空气扩散火焰不同高度断面内温度和体积分数的分布特性.从数据结果可以看出,与温度相比,同一截面内烟黑体积分数的最大值更靠近火焰边缘,同时受温度和氧浓度影响,火焰中心乙烯气体在离开喷嘴后并没有立即参与燃烧反应,其完全着火燃烧点在火焰中部以上,而烟黑温度和体积分数截面平均的最大值也出现在这一位置.     

基于谱色测温的航空煤油池火焰温度分布实验研究

火焰温度是表征燃料燃烧特性的基本热力参数.根据谱色测温的线性发射率假设模型,结合三基色的光谱响应函数,对直径分别为0.15、0.20、0.30和0.60 m航空煤油池火焰温度分布进行实验研究,给出了火焰温度在轴向垂直高度上的连续分布规律,对比分析了不同直径油池火焰平均温度.结果表明,燃料表面区域温度相对较低,在连续火焰区上部,随着高度的增加火焰温度上升,在火焰上部的间歇区,火焰温度在轴向高度上的变化比较紊乱,弥散程度较大;不同直径油池火焰平均温度分布在1 180～1 220 K,随着油池直径的增大,火焰平均温度有所上升.     

火焰参数对辐射图像法不同测温模型的影响

对火焰温度分布的实时测量能够了解燃烧过程、验证燃烧机理、预防工业事故、优化燃烧设备。图像法测温在工业现场的火焰三维温度测量上有明显的优势,但通常均考虑火焰为均匀折射率介质,给测温结果带来了不可避免的误差。本文建立了梯度折射率介质下火焰的辐射成像模型和图像法测温模型,验证了方法的正确性,分析了火焰尺寸对成像的影响及炭黑颗粒浓度对温度场重建的影响。得出随着火焰尺寸的增大,图像强度随火焰尺寸出现先增大后减小的趋势,梯度介质模型与均匀介质模型的差异逐渐增大,随着炭黑颗粒浓度的增加,两种模型的重建精度逐渐下降。     

用于故障诊断的锅炉一维温度分布模型

把三维炉膛传热计算中使用的区域法原理应用于一维炉膛模型中，建立了一个可实时求解的一维炉膛温度分布模型。该模型可以根据锅炉不同工况下的给煤量、给风量、风温、壁面灰污情况求取炉内一维温度场，从而可以确定炉内火焰中心的位置和温度，这对于燃烧故障诊断有重要意义。实际计算表明，该模型有较快的收敛速度，能够满足现场故障诊断的要求。     

利用火焰图像重建三维温度场的模型和实验

火焰温度场的非接触测量对于能源领域的生产和控制具有重要意义，根据摄像机光学成像模型和辐射传递原理，提出了根据火焰图像重建火焰三维温度场的模型和方法．采用代数重建技术ART对温度场控制方程进行求解，在煤粉试验炉上进行了三维温度场测试，测试结果为进一步研究温度场重建奠定了基础。     

渐变型多孔介质中预混燃烧温度分布试验

进行了预混天然气在等孔隙率渐近变孔径的多孔介质中的燃烧试验，用热电偶测量了燃烧室温度分布，并与单一孔径（d=1mm）的均匀多孔介质中燃烧结果进行了比较。结果表明，渐变型多孔介质燃烧器比均匀型多孔介质燃烧器具有更多的优点：燃烧室温度分布更加均匀，燃烧更加稳定，并能更好的适应当量比和流量／功率的变化，由于孔径的变化，多孔介质中气流扰动增加，有利于火焰的稳定，当量比和流速变化范围增大。     

芒硝太阳池的研究与应用

该本对芒硝太阳池梯度区的浓度分布、温度分布以及芒硝太阳池的能量利用和应用进行了研究，并与实验结果进行比较，两者基本吻合，研究认为芒硝太阳池梯度区(非对流层)内温度分布，浓度分布是非线形的，利用太阳池技术为开发芒硝资源提供了一种新技术。     

基于火焰辐射的回转式危险废弃物焚烧炉内介质温度场的非接触重建

以两段式回转窑焚烧炉为研究对象,基于逆向Monte Carlo方法,提出了利用电荷耦合器件摄像机所获取的辐射信息进行炉膛断面二维弥散介质温度场快速重建的模型.应用最小二乘QR(LSQR)矩阵分解算法结合维恩定律即可重建出截面温度场.模拟计算表明,即使在存在测量误差的情况下,仍可以较好地重建出介质温度场,同时辐射能传感器的信噪比不应低于70 dB.并进行了现场试验研究,试验结果证实了重建方法的可行性和实用性.     

Numerical Simulation of 3—D Temperature Distribution of the Flame Tube of the Combustion Chamber with Air Film COoling

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燃煤锅炉火焰温度测量

在研究了国内外辐射高温计发展现状的基础上，通过对燃煤锅炉火焰辐射特性的分析，建立了一种适合测量燃煤火焰温度的四波长光谱测量模型，以该模型为基础建立起来的测量系统考虑了炉壁的辐射干扰和固体颗粒的散射作用，并且不设置参考辐射源，能够快速，准确，方便地测量出火焰温度。     

基于LS-SVM的燃煤电站锅炉变工况运行负荷预测

提出了一种基于最小二乘支持向量机理论及可视化火焰检测系统的燃煤电站锅炉负荷预测的方法.利用可视化火焰检测系统对300 MW燃煤锅炉降负荷过程的燃烧火焰及温度场进行了实时测试.通过测试,利用数字图像处理技术提取了燃烧火焰图像特征参数、由双色法测温原理计算得到了其温度场,采用最小二乘支持向量机建立了锅炉负荷预测模型并进行了校验.结果表明.该预测模型泛化能力强、预测精度高,从而为把燃烧火焰图像及温度场信息作为控制信号,进而引入电站锅炉燃烧控制系统提供了技术支持.     

A stochastic approach to calculate the particle size distribution function of soot particles in laminar premixed flames

We introduce an efficient stochastic approach to solve the population balance equation that describes the formation and oxidation of soot particles in a laminar premixed flame. The approach is based on a stochastic particle system representing the ensemble of soot particles. The processes contributing to the formation and oxidation of soot particles are treated in a probabilistic manner. The stochastic algorithm, which makes use of an efficient majorant kernel and the method of fictitious jumps, resolves the entire soot particle distribution (PSDF) without introducing additional closure assumptions. A fuel-rich laminar premixed acetylene flame is computed using a detailed kinetic soot model. Solutions are obtained for both, the stochastic approach and the method of moments combined with a modified version of the Premix, CHEMKIN code. In this manner, the accuracy of the method of moments in a laminar premixed flame simulation is investigated. It is found that the accuracy for the first moment is excellent (5% error), and mean error for rest of the moments is within 25%. Also the effect of the oxidation of the smallest particles (burnout) has been quantified but was found not to be important in the flame investigated. The time evolution of computed size distributions and their integral properties are compared to experimental measurements and the agreement was found to be satisfactory. Finally, the efficiency of the stochastic method is studied.     

应用图像处理技术进行预混层流火焰传播速度的在线测量

利用图像处理技术，根据层流预混火焰稳定燃烧的条件结合预混火焰燃烧模型，设计了火焰传播速度在线实时测量系统，通过图像采集在线获取火焰的静态图像，然后自动对图像进行滤波，边缘提取，再进行计算得到火焰传播前沿面积，在线算出火焰传播速度，这种方法具有非接触式测量的优点，利用它不仅可以测量层流预混火焰的传播速度，同时还为层流火焰的燃烧机理的研究提供一种直接的手段．     

Spatially distributed flame transfer functions for predicting combustion dynamics in lean premixed gas turbine combustors

The present paper describes a methodology to improve the accuracy of prediction of the eigenfrequencies and growth rates of self-induced instabilities and demonstrates its application to a laboratory-scale, swirl-stabilized, lean-premixed, gas turbine combustor. The influence of the spatial heat release distribution is accounted for using local flame transfer function (FTF) measurements. The two-microphone technique and CH^∗ chemiluminescence intensity measurements are used to determine the input (inlet velocity perturbation) and the output functions (heat release oscillation), respectively, for the local flame transfer functions. The experimentally determined local flame transfer functions are superposed using the flame transfer function superposition principle, and the result is incorporated into an analytic thermoacoustic model, in order to predict the linear stability characteristics of a given system. Results show that when the flame length is not acoustically compact the model prediction calculated using the local flame transfer functions is better than the prediction made using the global flame transfer function. In the case of a flame in the compact flame regime, accurate predictions of eigenfrequencies and growth rates can be obtained using the global flame transfer function. It was also found that the general response characteristics of the local FTF (gain and phase) are qualitatively the same as those of the global FTF.     

Quantitative measurement of soot particle size distribution in premixed flames - The burner-stabilized stagnation flame approach

A burner-stabilized, stagnation flame technique is introduced. In this technique, a previously developed sampling probe is combined with a water-cooled circular plate such that the combination simultaneously acts as a flow stagnation surface and soot sample probe for mobility particle sizing. The technique allows for a rigorous definition of the boundary conditions of the flame with probe intrusion and enables less ambiguous comparison between experiment and model. Tests on a 16.3% ethylene-23.7% oxygen-argon flame at atmospheric pressure show that with the boundary temperatures of the burner and stagnation surfaces accurately determined, the entire temperature field may be reproduced by pseudo one-dimensional stagnation reacting flow simulation using these temperature values as the input boundary conditions. Soot particle size distribution functions were determined for the burner-stabilized, stagnation flame at several burner-to-stagnation surface separations. It was found that the tubular probe developed earlier perturbs the flow and flame temperature in a way which is better described by a one-dimensional stagnation reacting flow than by a burner-stabilized flame free of probe intrusion.     

利用火焰图像同时重建温度场和浓度场的试验研究

煤粉火焰图像是火焰辐射经过发射、衰减和散射等过程后到达摄像机靶面的投影。火焰发射出的辐射强度与火焰自身的温度密切相关，而辐射强度的衰减则取决于弥散介质的特性和浓度。该文首先研究了辐射衰减系数与粒子浓度场的关系，提出了对温度场和浓度场进行同时重建的控制方程。最后，在小型燥粉炉上进行断面温度场和浓度场的重建试验。图ll参l2