考虑声波折射的声学锅炉温度场测量技术的研究

根据炉膛断面理想的温度分布函数,给出了二维单峰圆对称模型温度场,数值计算了声波在模型温度场中沿直线路径的传播时间,用声学CT算法进行了温度场的重建仿真。根据光学Fermat原理和数学变分方法建立的声波传播路径的数学模型,数值计算了声波在模型温度场中的折射传播路径,发现声波在非均匀温度场中不沿直线传播,其传播路径朝向温度较高的区域发生弯曲。利用得到的声波实际传播路径,用声学CT算法重建了温度场,结果表明考虑声波折射后建立的声学法二维温度场精确度得到提高。图5参7     

声学法重建炉内温度场的算法研究

基于声学测温的基本原理和理想状态下炉内温度场的分布规律,提出了每条声波传播路径上温度的抛物线函数,利用数值计算插值方法中的平方反比法,得出了测量平面上划分的各网格点温度值,从而实现了二维温度场的重建。基于领域经验,借助工程数学软件MATLAB,对本重建算法进行了计算机仿真,得出了二维温度场的网格立体图和等温线图。最后,将仿真出的温度场和理想温度场比较,进行误差分析,验证了本重建算法的正确性和可行性,取得了声学测温图像重建的一定进展。     

GMRES算法在声学法重建三维温度场中的应用

利用声学测量技术进行锅炉炉膛温度场测量时,重建算法是实现炉膛温度场重建的关键。而在基于像素分割的重建算法中,准确、快速求解飞渡时间矩阵方程是重点及难点。对于求解大型稀疏矩阵方程问题,GMRES(广义极小残差法)效果比较好,尤其是针对大型稀疏非对称矩阵的求解问题。本研究将GMRES算法应用于锅炉炉膛三维温度场重建过程中,并利用MATLAB软件对单峰对称和单峰偏斜两种三维理想温度场模型进行了计算机仿真重建。研究表明:该算法重建精度高、速度快,可用于锅炉炉内三维温度场重建过程。     

基于声学与光学相联合的温度场重建技术数值模拟研究

为了获得较为精确的炉膛燃烧二维温度场,达到实时监测炉膛内火焰温度的目的,分别利用光学法与声学法建立温度场重建模型并推导出较为简便的矩阵反演公式,并结合SVD(奇异值分解)算法对炉膛内二维温度场进行重建。数值研究表明:在测量误差均为0.05和0.1时,光学与声学测量方法分别在高温区域与低温区域有较好的重建效果,据此提出了基于层次分析法的声、光联合温度场重建技术,当采用(声、光)联合技术对炉膛单峰对称、单峰偏置和双峰对称温度场进行二维重建时,反演精度较光学法或声学法均提高0.01左右,表明了此种融合方法的可行性和准确性,对炉膛温度场反演具有重要意义。     

基于塔克分解和声学测温的三维温度场重建

提出了一种基于塔克分解和声学测温的三维温度分布重建算法,该算法采用数值计算方法建立先验数据集,利用塔克分解提取锅炉温度场的主要特征,将声学测温与二维温度场插值相结合,重建三维温度场,提高了复杂温度场的重构精度,具有较快的重建速度。结果表明：该算法能够在10 s左右重建复杂三维温度场,相比传统声学测温可以将重建误差降低10%以上,对于先验工况外的温度场也有较强的适用性,对燃煤电厂燃烧优化和负荷调整具有一定的指导意义。     

声波法测量炉膛四角切圆速度场重建仿真

基于声学矢量层析成像原理,对炉内二维速度场进行重建,实现炉内速度场的在线监测。针对炉内典型测量二维截面,布置8个有效声学测点,选取四角切圆简化模型速度场进行重建仿真。使用6个参量标定模型速度场,通过拟牛顿迭代法确定模拟速度场参数。对重建结果加入6%以内的随机扰动后重建结果仍然可靠,验证了该算方法的准确性和稳定性,可为大型电站锅炉速度场声学测量提供指导。     

基于声学层析成像的炉内温度场重建算法研究

为了获取快速准确的锅炉温度场在线监测信息,提出了一种基于声学层析成像(AT)测量的代数重建-神经网络(ART-NN)温度场重建算法,该算法结合了代数重建方法(ART)和BP神经网络方法的优势.采用该算法对多种典型的温度场模型进行数值仿真,分析了算法的重建结果和稳健性,并利用实验研究进一步评估该算法的性能.结果表明:ART-NN算法的重建质量和稳健性要优于Tikhonov正则法、Landweber迭代法和ART方法,为提高锅炉炉膛温度场重建质量提供了一种有效方法.     

红外线温度测量技术在锅炉温度检测中的应用

大型燃煤电厂锅炉启动时为防止再热器管子超温,在炉膛出口处设计烟温探针来检测锅炉出口烟气温度.针对国内电厂烟温探针存在的问题及缺陷,介绍先进的非接触式红外线温度测量技术,用来取代常规的烟温探针,保证锅炉运行的安全性.     

基于声学测温的水冷壁局部超温监测研究

以理论和试验相结合的方法,对锅炉热态时水冷壁附近的温度场及声线分布进行了研究,开发了基于声学测温的水冷壁局部超温监测系统,并在国内某300MW锅炉机组上进行了试验研究.结果表明：声学测温技术应用于水冷壁局部超温监测是完全可行的;锅炉热态时,水冷壁附近的声线会朝着炉膛内高温侧发生弯曲;系统测得的烟气温度作为基准量能很好地反映水冷壁向火侧壁面温度的变化情况;线性扫频信号可以作为监测系统的声源信号,扫频区间在500～3 000Hz为宜;此系统中,互相关时延估计法能准确地计算出声波飞渡时间.     

基于图像处理的非接触式高温测量方法的进展

叙述了几种在高温测量领域常用的基于光电检测技术和图像处理技术的非接触式高温测量方法，对它们的原理和测量方法进行了分析、比较。基于辐射原理的非接触测量方法，技术成熟、简单方便、抗干扰能力好；光谱诊断技术测温法有具有：高的时间空间分辨率以及高光谱分辨率；干涉法测温能实时反映燃烧温度场的动态变化过程，经图像处理后能得到精确的高温温度场。这些方法不但不受酸、碱等环境约束，还能实时、准确地进行温度场测量，很有发展前途。     

温度信息技术在探测坝体渗漏隐患部位中的应用

温度信息技术是探测坝体渗漏通道位置的有效手段,针对该技术在工程实践中可操作性不强的问题,利用数值模拟方法对比了质量合格坝体和渗漏坝体温度场变化规律,研究了水库坝体不同剖面的温度变化规律,获得了应用温度信息技术确定坝体渗漏通道位置的方法,并通过实际应用验证了该方法的可靠性。     

西藏地区水库水温预测方法适用性研究

水库水温预测方法在高海拔地区的适用性尚缺乏相关研究。对此,以旁多水库为例,运用经验公式法、垂向一维水温模型及立面二维CE-QUAL-W2水温模型对旁多水库水温进行预测。各预测结果与实测值对比表明,经验公式(张大发法和朱伯芳法)在旁多水库的水温预测中适用性较差,垂向一维水温模型和立面二维CE-QUAL-W2水温模型预测较为科学。在西藏高海拔地区水库水温预测中,建议将垂向一维水温模型和立面二维水温模型作为水温预测的主要方法,并提出了高海拔缺资料地区水库水温预测模型的运用建议。研究成果可为西藏高海拔地区的水温预测提供参考。     

Estimation of internal fuel cell temperatures from surface temperature measurements

In this paper, a method to monitor PEM fuel cells internal temperature from surface measurements is presented. The aim of this work is to monitor fuel cells to prevent damages due to internal overheating. The measurements are taken at the side of the bipolar plate, and heat flux and temperature at the border of the active zone are estimated. The method is based on sensitivity analysis and inverse problem algorithms. The mathematical formulation and algorithm are described. The model is a transient heat conduction model in two dimensions, the inverse problem is solved with an optimization method using adjoint equation. Numerical test cases are presented for graphite and steel bipolar plates. The results show that internal temperature can be correctly estimated. The response time of the method is limited by the heat transfer rate in the material. Therefore, the method is particularly appropriate to fuel cells made of steel bipolar plates.     

热风炉提高风温的几点浅见

综述了热风炉提高风温的主要途径：采用空煤气预热和高效能陶瓷燃烧器技术提高理论燃烧温度和拱顶温度;增大单位体积格砖的换热面积和采用均匀配气技术加强蓄热室内的热交换;同时在热风炉的不同部位选用不同材质的耐火材料,实现良好的保温效果;在此基础上适当缩短送风周期时间,并采用合理的操作制度。适当评价了各种技术对提高风温的效果。     

Potential for free-cooling by ventilation

Natural ventilation is one of the most effective techniques for cooling. Its potential for cooling may be assessed by using a method based on the indoor–outdoor temperature difference of the free-running building, the adaptive comfort criteria and the outdoor temperature. It is demonstrated that the free-running temperature may be used instead of the balance temperature in energy estimation methods. The indoor–outdoor temperature difference of the free-running building becomes a characteristic of the thermal behavior of the building which is decoupled from comfort range and outdoor temperature. A measure related to the energy saved and the applicability of free-cooling is given by the probabilistic distribution of the degree-hours as a function of the outdoor temperature and time. Weather data for this method are available in public domain from satellite investigation. The method can be applied when buildings similar to existing ones are constructed in a new location, when existing buildings are retrofitted or when completely new buildings are designed. The method may be used to interpret the results of building simulation software or of the field measurements.     

一种新的温度参数试验方法

提出了一种利用反分析手段可以同时获取多个温度参数的立方体试验，并且从理论上证明了此试验反演参数的唯一性。利用这种试验方法不但大幅降低了试验费用，而且所得的参数和实际条件更为接近。     

大顶子山溢流坝长闸墩温度应力仿真计算分析

应用非稳定温度场和温度应力场仿真程序ANSYS对闸墩的温度应力进行了模拟分析,从材料、温度控制、施工方法和养护等方面采取措施,以降低混凝土的内外温差、防止混凝土外表面因温度变化太快而产生裂缝,具有工程实际意义。     

某水电站泄洪洞无压段衬砌混凝土施工期温控监测分析

针对大断面水工隧洞衬砌混凝土易出现温度裂缝的问题,基于某水电站泄洪洞无压段衬砌混凝土施工过程所记录的洞内空气温度和混凝土温度,分析了洞室内空气温度变化规律,探究了空气温度、通水温度和浇筑温度对混凝土最高温度的影响,并利用有限单元法模拟混凝土温度变化过程,比较了混凝土温度计算预测值与实测值的差异。结果表明,洞内气温年变幅较大、波动明显,洞室连通状况对洞内气温影响较大,因而在地下洞室衬砌混凝土浇筑施工过程要考虑连通状况的影响;拟合得到的洞内空气温度变化曲线和混凝土浇筑温度、通水温度、空气温度对混凝土最高温度的影响关系曲线为模拟计算隧洞衬砌混凝土温度提供了参考,并为混凝土最高温度控制提供了量化指标。     

高寒地区某大坝基础容许温差温控标准研究

一般工程温控标准的制定采用规范查表法或公式估算法来确定混凝土容许温差,但对于高寒地区采用类似方法得到的最高温度偏低,尤其是夏季强太阳辐射环境中,此标准无法实现。为此,以高寒地区某在建碾压混凝土大坝为例,采用仿真计算方法,考虑实际的浇筑计划、自重、徐变、自身体积变形等因素,仿真计算得到基础约束区温控标准,并与规范查表法和公式估算法得到数据进行比较。结果表明,所提仿真计算方法的结果更加合理,且更加切合实际情况。     

江水源热泵机组年运行能耗预测方法研究

在建筑工程的可行性研究阶段,空调系统冷热源的年运行能耗预测是静态投资回收期分析、全寿命周期成本分析中的核心组成部分,是冷热源选型的重要依据之一.然而,在实际项目中通常选用IPLV/NPLV、设计工况COP进行年运行能耗估算,计算结果与实际能耗有较大的误差.在已知建筑设计冷、热负荷的前提下,引入平衡温度概念,采用BIN方法预测不同温度下的建筑负荷,通过参数修正的方式预测江水源热泵机组在部分负荷率情况下功率,将热泵机组功率修正系数的变化函数拟合为水源侧进水温度和负荷侧回水温度的多项式.对长江上游地区江水温度及气象参数进行监测,并建立了江水温度与空气于球温度的数学关系.提出江水源热泵机组年运行能耗预测方法.该方法反映了系统运行的实际特征,且计算过程较为简单,可以在实际工程中应用.