一、一种煤粉燃烧火焰辐射成像新模型（论文文献综述）
刘煜东[1]（2020）在《光场层析成像火焰三维温度场测量方法与系统研究》文中指出燃烧广泛存在于能源动力、航空航天、冶金和化工等领域。准确可靠的火焰温度监测有利于提高燃烧效率、降低污染排放、保证生产安全。同时,火焰三维温度分布的准确测量既是燃烧过程机理研究的基础,也是燃烧装置设计的重要依据。基于火焰辐射光场成像的火焰温度场测量方法具有非侵入、响应时间短、系统简单、不需要信号发射装置等优点,获得了广泛关注。本文主要开展了基于光场层析成像的火焰三维温度场测量方法研究,为开发可靠的火焰三维温度场测量仪器提供了理论和技术基础。首先,介绍了火焰辐射的光场成像基本过程,发展了火焰辐射逆向光线追迹模型。结合火焰的辐射传输特性,提出了光场采样方向和位置特性的定量评价指标。分析了探测器像素、微透镜位置以及光场成像系统光学参数对光场采样特性的影响。在此基础上,提出了火焰辐射光场采样的优化方案,采集了轴对称和非轴对称火焰的辐射信息,并利用光场体重建方法重建了火焰温度分布。结果表明优化后的火焰辐射角度采样增大了23倍,非轴对称火焰的重建误差小于3%。针对光场体重建温度场空间分辨率低的问题,将光场重聚焦成像和光学分层成像技术相结合,开展了光场层析成像三维重建方法的研究。着重研究了光学分层重建断层辐射强度重建精度低的问题,分析了火焰发射率对温度重建精度的影响,进而提出了改进的光场层析成像温度场测量方法（Light Field Sectioning Pyrometry,LFSP）。发展了光场重聚焦图像的点扩散函数模型,据此分析了光场相机光学参数与深度分辨率和横向分辨率之间的关系,进而实现了对LFSP重建空间分辨率的定量评价与相机的参数优化。结果表明LFSP重建的横向分辨率和深度分别可以达到100μm和10mm,显着高于传统的光场体重建方法。在相机参数优化的基础上,设计并研制了光学参数可灵活调整的笼式光场相机,并对相机的装配精度、成像的渐晕与畸变、传感器的噪声与线性度等方面进行了分析与评估。开发了基于笼式光场相机的信息处理软件,具有相机拍摄参数控制、光场原始图像采集与解码、光场成像结果展示与存储等功能。在此基础上,对测量系统进行了参数标定与性能评估。结果表明:笼式光场相机的装配精度、成像特性及图像传感器性能均满足实验需求;LFSP测量系统的温度标定误差小于3%。为了验证LFSP的可行性,对乙烯扩散火焰和高温多相流进行了实验研究。对于乙烯扩散火焰实验,主要重建了层流、湍流、双峰等不同结构和流动特性下火焰的三维温度场,并与热电偶测量结果进行了比较与分析。结果表明:LFSP的测量结果与热电偶测温结果相吻合,具有较好的温度测量准确性;同时,LFSP具有较高的空间分辨率以及时间分辨率。对于高温多相流实验,根据对象特性改进了温度测量算法,将LFSP与粒子追踪测速技术相结合,同时测量了高温飞行颗粒的温度、速度参数,并与理论模型和实验现象进行了比较与分析。结果表明:飞行颗粒的温度变化趋势与理论模型一致,大量颗粒温度高于铁及氧化亚铁的熔点,这与形态观察中发现大量颗粒出现熔化的现象相一致。总的来说,实验结果证明了LFSP测量技术的可行性,具有广泛的应用前景。
山石泉[2]（2020）在《基于能量利用的富氧燃烧辐射问题与系统研究》文中提出基于热功转换的传统能源生产方式受到热力循环最高参数的限制,无法有效利用高温燃烧能量;因此,以能量品质匹配原则为基础构筑燃烧光热能量分级转化系统是实现能源高效利用的一项重要技术思路。富氧燃烧既是一种控制CO2排放的关键技术,又能够产生具有较高利用价值的高温燃烧辐射能。因此从能质匹配利用角度研究富氧燃烧辐射能特征及相应的富氧燃烧光热能量分级利用系统则具有重要的意义。本文按照富氧燃烧单色辐射能效评价理论→高效高精度宽范围富氧燃烧气氛辐射总体模型开发→富氧燃烧辐射能量特征理论分析→富氧燃烧辐射能量特征实验探究的研究路线对富氧燃烧热辐射能量利用的关键问题进行研究,最后构筑了基于富氧燃烧的光热能量分级转化系统并进行参数分析。为了合理评价富氧燃烧高温辐射能量品质,首先建立了能够表征光谱辐射可用能的辐射热力学理论。在讨论了黑体辐射?的几种表达式基础上,从辐射能和热能不同的观点出发建立了辐射机模型,证明了Petela黑体辐射?公式的有效性。基于辐射等效温度的概念,通过建立无限分级卡诺热机模型,提出了积分形式的单色光子?表达式;同时给出了等效温度与辐射波长之间的近似关系。最后,利用无限分级卡诺热机模型讨论了单色光子的熵,并给出了积分形式的光子熵的表达式。并验证了单色光子的熵和?之间满足热力学关系,可以反映辐射能和热能之间的差异。详细总结灰气体加权（WSGG）模型的开发理论及步骤,并改良WSGG模型结构使其能够兼容更宽压力范围的参数。以EM2C实验室的统计窄谱带（SNB）模型作为基准,开发出适用三种典型压力条件下的富氧燃烧特性的WSGG模型系数。将该改进模型同时应用于一维和二维算例,以验证其准确性。结果发现改进模型的结果与基准模型的结果非常吻合,从而说明改进模型的合理性。在此基础上,又进一步开发了适应更宽参数范围H2O/CO2混合气氛的改良WSGG辐射模型参数,新模型可适用于0.1-3 Mpa范围,其温度范围为500-2500K,行程长度为0.001-60 m,H2O/CO2摩尔比范围为0.125-4。新的WSGG模型可适应多种燃料以及多数燃烧设备的燃烧条件。此外,还基于新模型深层次地研究压力对混合气体辐射传热的影响。发现在高压条件下,新的WSGG模型计算的混合气体发射结果与基准模型结果吻合较好,一维算例在1 m行程长度下的平均源项误差最大不超过4%,平均热流误差最大值仅在3%左右;鉴于常压下WSGG模型则不能取得很好效果,因此宽范围新模型的建立是很有意义的。研究还发现在一定的压力范围内,压力增大能增强H2O/CO2混合气体的辐射换热,存在一个强化混合烟气辐射换热的最佳的压力。同时,压力对低H2O/CO2摩尔比值混合烟气辐射强度影响更大。基于热力学第二定律,将单色辐射光子可用能理论与辐射传递方程相结合,建立了基于热力学第二定律的单色辐射熵及辐射?传递方程,可用来更加合理准确的计算及分析单色光谱辐射传递过程中的能量品质及变化,通过理论及数值验证发现辐射熵与辐射?传递计算之间符合热力学规律。在此基础上,通过构建一维炉膛燃烧介质辐射算例,计算燃烧介质辐射能量特征。探究温度,气体摩尔比,压力,行程长度以及颗粒粒子数密度等参数对光谱辐射能及光谱辐射?比例分布的影响。结果表明,在各个工况条件下,光谱辐射能量占比特征与光谱?占比特征一致,可以使用光谱能量的分布特征来预测光谱?的分布特征。影响辐射能量光谱分布特征的主要参数是温度。基于改造的管式炉燃烧平台,对煤粉富氧燃烧辐射能流特征进行了实验研究。探究了温度,氧气浓度,气氛以及煤种等因素对辐射能流特性的影响,并基于本文开发的辐射热力学理论探究辐射?规律。结果发现温度及氧浓度的增大使得煤粉燃烧的辐射功率增大,波长4.1μm以下的短波段辐射占比增加,而温度的影响更明显。辐射?功率的变化趋势与辐射功率基本一致。煤种及氧浓度对?能比的影响不太大,主要因素是温度。而通过构建一维算例能够预测光谱能量占比。基于自行搭建的平焰燃烧器实验平台,实验研究了半焦射流火焰的光谱辐射能量特征,并基于辐射热力学理论研究了辐射?分布规律。结果发现高温及高氧浓度直接增强辐射强度。其他条件不变的情况下,O2/CO2气氛中辐射强度较低。平焰燃烧器实验中不同工况下能量比例分布基本符合灰体分布规律,1400°C左右,1.1-3μm波段辐射占比达60%,可通过构建一维算例预测。不同工况的辐射?比例分布结果与辐射能量比例分布结果类似。基于中试试验台的实验结果显示,固体燃料纯氧燃烧产生类似于灰体的光谱。计算获得的光谱辐射?较大并与光谱辐射能分布特征相似。纯氧燃烧可产生2000 K以上的高温,具有极高的能量品质。该温度下由于传统的热力循环最高参数的限制则造成较大程度能量品质损失,光热能量分级利用的思路对纯氧高温燃烧更加关键。最后在总结燃烧光热能量分级利用的理论及原则的基础上构筑了直接利用火焰能量的富氧燃烧光热能量分级转化系统,以及基于光谱调节的富氧燃烧热光伏-布雷顿-朗肯联合循环光热能量分级转化系统（TBRC）。对于直接利用火焰能量的富氧燃烧光热能量分级转化系统,通过建立热力学分析模型并基于富氧燃烧辐射能量特性实验数据分析系统的性能。模拟结果表明相比不添加光伏装置的基本朗肯循环,理想条件下,随着光伏比例的增加能够提高系统效率约13个百分点。新系统中锅炉?损（60%左右）远大于朗肯循环（7%左右）,光伏板的加入主要降低了锅炉传热?损,从而降低系统?损,提高系统效率。直接利用火焰能量的富氧燃烧光热能量分级利用系统中,对于不同燃煤,使用无烟煤与烟煤系统效率较高,而褐煤最差。基于光谱调节的富氧燃烧光热能量系统（TBRC）,使用热光伏装置来对燃烧辐射能量进行光谱调节,从而进行光电转化。通过构建热光伏,布雷顿朗肯联合循环等子系统模型,对150 kW小系统进行模拟分析研究。结过表明该系统效率相比同容量热动力循环可提高20个百分点。21%O2/N2燃烧气氛条件下的系统最佳功率接近于30%O2/CO2左右的条件的功率;氧气浓度对系统功率的影响在O2/CO2燃烧气氛下更大一些。基于480 MW的高参数高效率燃气蒸汽联合循环系统所构筑的富氧燃烧光热能量分级系统在纯氧燃烧条件下理论最高效率可达86%,相比于空气燃烧的联合循环机组提高了26个百分点,这体现了富氧燃烧光热能量分级利用系统的发展潜力。
周东东[3]（2018）在《基于图像处理的高炉风口燃烧带温度场研究及应用》文中提出高炉风口燃烧带由所有风口回旋区共同组成,是整个高炉生产的热量和能量之源,是高炉稳定操作不可缺少的重要反应区,堪称高炉的“心脏”。高炉风口燃烧带的温度场分布及工作状态直接决定高炉铁水质量的好坏及炉缸煤气流初始分布,进而影响高炉的稳定顺行,对炼铁工业具有极其重要的作用。截止目前还没有有效检测并长期应用于高炉生产现场的高炉燃烧带温度场检测装置,风口燃烧带工作状态的判断仍主要依赖操作人员的简单推断,对于高炉风口燃烧带工作状态的定量化认识急待进一步提高。因此,本文围绕高炉燃烧带温度场检测及应用展开工作,主要研究内容如下:（1）修正了高炉理论燃烧温度模型,对风口前燃烧的焦炭比例及数量通过实时的高炉物料平衡及热平衡计算得出,保证了理论燃烧温度的计算更符合高炉实际的冶炼状态。以上计算结果的变化趋势及范围为计算燃烧带温度及温度检测原型系统设计提供了参考。（2）针对高炉燃烧带内燃烧具有复杂的物理化学反应、在强烈发光发热的有限空间内进行及测试现场背景噪声大、粉尘大、环境恶劣等特点,搭建了高炉燃烧带温度场检测原型系统。基于高炉燃烧带高辐射及所选择硬件设备的特点,采用了比色法温度求解模型计算高炉燃烧带温度场分布。（3）为了提高高炉风口燃烧带温度检测的精度,分别研究了黑体炉标定及拟合、燃烧带辐射有效采集、图像噪声去除及图像边缘检测四个方面。结果表明:在黑体炉标定温度为1500 ℃到2100 ℃范围内对测温系统进行标定,相对误差最大为0.53%;通过控制适合的曝光时间及增益能有效的采集高炉燃烧带的辐射信息;采用小波滤波去噪法处理风口图像噪声效果最好;采用形态学边缘检测法检测不同炉况的风口图像边缘效果最好。（4）将高炉燃烧带温度场检测原型系统应用于某钢铁企业2000 m3及2500m3高炉的风口燃烧带温度场检测,结果表明:燃烧带温度场在空间及时间上分布不均匀,实测得出了不同喷煤状态与全焦冶炼风口温度场变化规律,得出了风口尺寸、喷煤量及风温对风口温度场的影响规律。上述检测结果与前人的研究成果及修正后的高炉理论燃烧温度模型相近,验证了温度检测结果的准确性。（5）提出了评价高炉风口燃烧带各区域及圆周方向均匀性及活跃性的指标。并结合高炉燃烧带实际检测得到的温度场,研究了风口燃烧带各区域及圆周方向的均匀性及活跃性,建立了完整的风口燃烧带工作状态评价体系。研究表明:小容积高炉风口燃烧带活跃性一般比大容积高,但其均匀性低于大容积高炉。
孙俊,许传龙,张彪,齐宏,何菁,王式民,谈和平[4]（2016）在《基于单光场相机的火焰三维温度场测量》文中指出相比于传统相机,光场相机不仅可记录投射到相机探测器上光线的强度,而且能分辨光线的方向。本文在光场成像技术基础上,提出一种基于单光场相机的火焰三维温度场测量新方法。建立了基于光场成像的火焰辐射正向计算模型,追迹了燃烧火焰投射到光场相机探测器上每个像素对应的辐射光线,并用源项六流法（SSF）计算了对应光线的辐射强度,获得了光场相机探测面强度分布。建立了基于QR分解的最小二乘算法温度场反演模型,获得了火焰的三维温度场,并对温度场反演结果进行了分析。计算结果证明了该方法测量火焰三维温度场的可行性。
樊汝森,王勇,魏大乡,徐东辉,杨恒,陈帅[5]（2015）在《基于BP神经网络锅炉炉膛火焰可视化监测方法研究》文中认为为了可视化监测炉膛火焰燃烧状况,提出一种基于级联前向BP神经网络模型的锅炉炉膛火焰可视化监测方法。通过比较选取级联前向BP神经网络作为炉膛温度预测模型,利用图像处理技术得到炉膛火焰辐射能图像对应二维温度场,并采用正则化方法重建炉膛火焰三维温度场。仿真结果表明,根据二维温度场可得火焰等温线走向和分布,根据三维温度场易得火焰中心分布及全炉最高温度点信息,实现锅炉运行控制和异常温度报警,满足燃烧诊断要求并实现炉膛火焰可视化监测。
刘冬[6]（2010）在《弥散介质温度场重建的辐射反问题研究》文中研究表明随着我国社会经济的持续发展,工业和生活对于电力的需求持续增长。在我国电力工业中,燃煤电站仍占有主导地位,燃煤电站锅炉的安全,经济,稳定的运行是至关重要的。燃烧火焰温度场是燃烧诊断的核心,先进有效的火焰温度场测量技术对于研究电站锅炉煤粉燃烧具有重要的科学意义和实用价值。本文结合弥散介质的辐射特性和辐射传热的计算方法,以辐射反问题研究作为基础,配以辐射反问题求解方法,建立一套利用彩色CCD摄像机,适用于弥散介质的三维温度场重建模型及燃烧诊断方法。对于大空间弥散介质的温度场重建,其特点在于介质为吸收、发射和散射性介质,热辐射源很大,而接收器很小,因此需要建立一套介质适用性广,计算效率高的温度场重建模型,是本文研究的一个重点。从系统边界出射辐射信息反求系统内部的温度分布信息是典型的辐射反问题,反问题一般是严重病态问题,如何对大型病态重建矩阵方程进行有效快速合理的求解是研究的关键,是本文研究的另一个重点。首先给出了反问题不适定性的定义,研究了分析病态问题的有效方法（奇异值分解和Picard图）,总结分析了各种反问题不适定方程的解法,分别为Tikhonov正则化方法,截断奇异值分解（TSVD）方法和最小二乘QR分解（LSQR）方法,并给出了正则化参数的选择方法—L曲线法。在此基础上,指出本文中使用的温度场重建辐射反问题病态方程的解法为LSQR算法,并给出讨论了求解炉膛三维温度场重建反问题重建方程的实际算例。详细给出了弥散介质辐射传递的Monte Carlo算法,并且采用文献上的算例进行了验证,计算结果与文献结果吻合的较好。在此基础上,讨论了利用Monte Carlo方法和透镜光学成像原理来计算弥散介质燃烧火焰的辐射光学成像。作为温度场重建的基础性研究,提出了在可见光波段,基于正向Monte Carlo方法的三维温度场重建模型,给出了具体的重建方程及求解方法,讨论了各种因素对温度场重建精度的影响。讨论分析了计算辐射传热的逆向Monte Carlo方法,在此基础上创新性地推导并提出了基于逆向Monte Carlo方法的三维温度场快速重建模型,该模型可用于吸收、发射和散射性介质,并且计算时间短,非常适合于大炉膛和小接收器的辐射传热计算,具有实时在线计算系数矩阵并进行求解的潜力。采用算例讨论了各种因素对三维温度场重建精度的影响。进行了正逆向Monte Carlo方法辐射传热计算及温度场重建的对比研究,发现逆向Monte Carlo方法的计算效率很高,可以达到实时在线建立重建方程并进行求解,两者重建误差相差并不是很大。还讨论了基于逆向Monte Carlo方法的二维均匀弥散介质温度场和辐射参数同时重建模型,以及危险废弃物焚烧回转窑二维截面温度场重建数值模拟研究。建立了利用CCD摄像机进行气体燃烧火焰三维烟黑的温度场和浓度场同时重建的模型,该模型考虑了火焰烟黑辐射能的实际三维容积发射与三维成像,是从三维重建区域上来进行重建,与区域内的火焰形式没有直接关系,因此可适用于对称火焰和非对称火焰,并通过数值模拟对该模型进行了数值验证,最后进行了实验应用研究,烟黑浓度分布与温度分布的重建结果较为合理,与文献上的一些温度分布情况具有一致性,为了验证重建温度分布值的准确性,使用热电偶对温度分布大致进行了测量,重建温度结果与测量温度结果吻合的较好。采用发展的基于逆向Monte Carlo方法的温度场快速重建模型对小型煤粉燃烧试验台火焰温度场进行了重建试验研究。重建温度场的高温区和低温区与文献重建结果对应较为一致,温度值大小也较为一致。重建结果温度较为细致清晰,重建出的回流区非常明显,并有偏斜,是由于火焰燃烧具有偏斜所致,把其中二维火焰图像转化为伪彩色温度图像,从伪彩色温度图像中可以清晰地看到煤粉回流区的情形,验证了本文的重建结果。进行了大型燃煤电站锅炉炉膛截面温度场和三维温度场重建试验研究,采用了Fluent数值模拟锅炉实际运行工况,进而得到介质的浓度分布,计算得到粒子云的辐射参数分布,比一般文献上直接假设辐射参数值来的更为准确。对于截面温度场重建,重建温度场中有个明显的高温区,高温区周围的温度较低,且温度大小范围在合理范围内,符合一般炉膛内的温度分布规律。重建结果与文献中计算的结果进行了对比,温度值大小较为一致,本文重建温度分布更为详细,显示出了更为细致的高温区分布情况,而且可以看出高温区有偏置。对于三维温度场的重建,重建温度场整体上呈现出中部温度高,四周温度低的趋势,温度范围也在合理范围内,与文献上得到的温度分布趋势相一致。计算了整体重建时间（包括建立重建矩阵方程的时间、读取系数矩阵的时间和求解时间）为1分钟左右,具有较好的在线重建能力。在线重建时,对于较为稳定的工况,可以使用同一系数矩阵,只需要求解方程即可,这时的计算时间只需要2-3s左右,具有更好的在线重建更新能力。最后,利用太赫兹时域光谱技术对0.2-1.6THz火焰碳黑的光学特性进行了初步研究,通过傅里叶变换得到了碳黑频域光谱,利用定点迭代法获得了太赫兹波段火焰碳黑的复折射率,并进行了对比。研究结果可为太赫兹波技术应用于光学燃烧诊断提供基础性数据,扩展了光学燃烧诊断应用的范围。
郭进[7]（2010）在《电站锅炉燃烧图像检测系统设计及应用工程研究》文中提出锅炉燃烧火焰直接反应燃烧状态的稳定程度,建立并维持稳定的燃烧火焰是电站锅炉燃烧的基本要求。因此,必须对电站锅炉进行切实有效的燃烧诊断和火焰监测,以避免潜在的危险发生。利用CCD摄像机和图像处理技术对燃烧火焰进行参数测量和燃烧诊断,是一项融合图像信息、模式识别和计算机科学的跨学科新兴技术,具有广阔的工业应用前景。火焰图像传感器是火焰图像检测系统中的重要组成部分。本文针对以往火焰图像传感器的不足之处设计了采用硬管工业内窥镜和CCD摄像机的火焰图像传感器,并对传感器冷却系统部分进行了理论计算,为保障火焰图像传感器正常安全运行提供了科学依据。并在此基础上,针对上海吴泾第二发电有限责任公司600MW锅炉少油点火改造引起的启动期间熄火问题,设计出应用于锅炉少油点火的图像检测系统,使该系统具有了一定的工业应用能力。该系统使运行人员能及时根据燃烧图像进行配风调整,保证锅炉能正常的燃烧,大大缩短了锅炉启动时间,取得了非常好的经济效益和安全效益。本论文的主要研究内容包括:（1）火焰图像传感器的结构设计;（2）火焰图像传感器的冷却系统设计;（3）图像火焰检测系统总体设计;（4）图像火焰检测系统在600MW锅炉少油点火改造上的综合应用。
谭丞,徐立军,曹章[8]（2009）在《煤燃烧过程监测与诊断技术的发展与应用》文中提出煤炭在我国能源结构中占据首位,其燃烧过程的监测与诊断技术是实现节能减排战略的重要环节。本文介绍了煤燃烧过程监测与诊断技术的发展与应用现状,指出了现存各种方法的优缺点。针对煤燃烧过程的监测与诊断过程中需要解决的关键问题,提出了可行的解决方案,并对其应用前景进行了展望。
卢晶[9]（2009）在《轴对称层流扩散火焰温度和烟黑体积浓度检测方法研究》文中研究指明烟黑颗粒是化石燃料燃烧产生的污染物之一,是没有实现的燃料化学能,它的表面吸附有多环芳烃PAH,具有诱变性与致癌性,因此控制烟黑颗粒的排放不仅关系到燃烧设备中碳氢燃料的有效利用,还关系到环境的保护与人类的健康。要对烟黑颗粒的排放进行有效的控制,首先要深入研究生成烟黑的各种燃烧现象和燃烧过程,在这方面起决定作用的是各种各样迅速发展的燃烧诊断技术,因此,本文选择从燃烧诊断方法入手,以实验室火焰为研究对象,研究各种新型的测量火焰温度和烟黑颗粒体积浓度的方法,包括对已有方法的改进以及提出原创性的新方法,为日后开展烟黑颗粒的控制研究打下坚实的基础。热电偶颗粒密度法（TPD）是本文研究的第一种方法,它是近几年提出来的一种测量火焰温度和烟黑体积浓度的新方法,主要通过将细丝热电偶快速插入到火焰中并停留一段时间,待烟黑颗粒在热电偶节点表面沉积并记录下这段时间内节点温度的响应值,然后通过一组公式的转换从记录的温度响应值中计算出火焰温度和烟黑体积浓度,因此它属于一种接触式测量方法,在计算过程中需要用到节点暂态能量平衡方程和烟黑颗粒的热泳沉积率方程。本文采用这种方法对一个层流同流非预混实验室火焰进行了测量,验证了该方法测量火焰温度与烟黑体积浓度的可行性。由于这种方法在建立节点暂态能量平衡方程时,忽略了一些对节点能量平衡会产生重大影响的参数,如节点与热电偶偶丝的导热,烟黑颗粒投射到节点表面的辐射和节点因温度变化产生的内生热等,同时在利用烟黑颗粒的热泳沉积率方程进行计算时,采用了一些烟黑颗粒特性方面的不确定性参数,如烟黑颗粒团的尺寸,密度等,在本文中采用数值计算的方法,利用节点暂态能量平衡方程和烟黑颗粒的热泳沉积率方程模拟节点插入火焰后的温度响应过程,分析这些被忽略的参数和不确定性参数对节点温度输出响应产生的影响,模拟结果显示节点与热电偶偶丝的导热和烟黑颗粒投射到节点表面的辐射都是节点能量的重要来源,在节点暂态能量平衡方程中忽略它们会使节点温度响应值严重偏离火焰真实温度值,从而给火焰温度计算带来较大误差,而烟黑颗粒团密度的不同取值也会使节点温度响应数据发生变化,而节点温度响应是计算烟黑体积浓度的直接输入数据,因此不准确的烟黑颗粒团密度值也会给烟黑体积浓度计算带来较大误差。根据模拟研究的结果,本文也对TPD方法进行了初步的改进分析研究,即将烟黑颗粒投射到节点表面的辐射热量和节点因温度变化产生的内热这些在传统TPD方法中被忽略的参数加入到节点能量平衡方程里面去,并从新的节点能量平衡方程中推导出烟黑颗粒沉积率公式而发展出了一种新的计算烟黑沉积率的方法,这种方法不需要采用热泳沉积假定,相对于传统TPD方法更科学,而且通过分析发现传统TPD方法中的热泳沉积假定在节点温度响应的“变发射率阶段”并不成立,但这种方法目前还不能得到烟黑体积浓度值,因此还需要进一步的发展与完善。发射光谱法是本文研究的第二种方法,这种方法通过光谱检测仪器测量特定波段内的火焰发射光谱辐射强度值,然后通过各种重建算法从测量值中计算出火焰温度和烟黑体积值。本文针对前人在研究中采用的各种重建算法在面对较复杂火焰对象时处理效果不佳的问题,提出了一种基于正则化方法为的新算法,并通过数值模拟研究验证了这种方法处理轴对称层流扩散火焰的有效性,模拟结果显示与Abel逆变换这种传统重建算法相比,新算法的重建精度明显提高。本文同时也对前人研究中经常采用“光学薄”假定进行了分析,通过提出的一种迭代方法重建了非“光学薄”假定火焰的温度和烟黑体积浓度,结果显示在火焰中烟黑体积浓度不大的情况下（小于10ppm）,这种假定对火焰温度和烟黑体积浓度的重建精度影响不大,但当火焰中烟黑体积浓度增加到一定程度（大于30ppm）,则这种假定会引起较大的重建误差。在模拟研究的基础上,本文又将这种新的算法应用到真实的轴对称层流扩散实验室火焰温度和烟黑体积浓度的重建中,从实验结果来看,这种算法能够很好的重建出真实火焰中的温度和烟黑体积浓度分布,因此是一种适合于实际应用的好方法。
姜志伟[10]（2009）在《燃烧火焰辐射图像处理研究及其在循环流化床锅炉上的应用》文中提出洁净燃烧技术是能源利用可持续发展的必然要求。循环流化床技术正是由于其高效率、低污染以及煤种适应性广等优点而越来越受到人们的重视,是目前清洁高效燃烧技术中一项较为成熟的技术。电站锅炉燃烧的基本要求是炉膛内要建立并维持稳定、均匀的燃烧火焰,因此,可靠、有效的燃烧检测技术对于电站锅炉的安全经济运行有着极为重要的意义。优化炉内燃烧工况,最重要的环节是对燃烧实施准确的检测,并在此基础上建立燃烧诊断和优化运行系统。对于循环流化床锅炉来说,床内温度和床层高度是两个直接影响其连续安全运行的重要参数。本课题的主要目的在于建立一种基于可见光辐射图像处理技术的流化床燃烧在线检测系统,通过该系统可实时检测床内火焰温度和黑度信息。同时,基于图像处理技术和BP神经网络技术对循环流化床床高的检测进行了模拟研究,并提出了一种循环流化床锅炉吸热量预测模型。本文首先开发了一套循环流化床燃烧火焰在线检测系统。主要工作包括整套系统的硬件选型、软件设计以及系统调试等工作。该系统通过安装在炉膛壁面上的火焰图像探测器捕捉床内火焰辐射图像,进而在图像处理技术的基础上检测出火焰温度和黑度并将其可视化显示出来,为机组运行人员进行燃烧调整提供依据。在对彩色CCD探测器工作原理以及传统双色法测温技术的深入了解后,本文提出了一种更为简单的燃煤火焰温度和黑度检测方法。在基于灰度假设的前提下通过黑体炉标定得到温度与任意两基色比值（本文选取红绿两基色）的关系,以及黑体三基色值（本文选取红色）与温度的关系,因此当知道检测对象的两基色比值后就可计算出对象的温度,进而得到其黑度。相对于传统的双色法,本方法不需要构建复杂的光学系统以获得两个波长下火焰的单色辐射强度,也不需要知道彩色CCD摄像机的三基色代表性波长。在一台480t/h循环流化床锅炉上进行的工业试验表明,通过该方法检测得到的火焰温度和黑度与实际炉内的燃烧工况是一致的。检测得到的火焰温度与热电偶测量结果非常一致,两者之间的最大误差不超过10%,可满足工业应用的精度要求。通过分析循环流化床床高对火焰黑度分布的影响之后,本文提出了一种从炉内火焰黑度沿炉膛高度的分布信息中检测出循环流化床床高的方法并进行了模拟计算。由于循环流化床床高与火焰黑度之间是一种高度非线性的关系,很难用数学模型加以描述,因此本文采用了处理非线性问题非常好的BP神经网络技术来进行研究。通过布置在不同高度处的火焰图像探测器得到循环流化床内火焰黑度沿床高的分布,进而由已经训练好的神经网络算法检测出循环流化床的床高。这里在四种不同工况下对该方法进行了模拟研究,以考察其可行性和收敛性。模拟研究结果表明,当床内的光学厚度不大时可获得较好的检测结果,而当光学厚度大到一定程度后,检测结果不理想。虽然如此,本文提出的方法为循环流化床床高的检测提出了一种新的思路,有一定的研究价值。最后在前人所做的循环流化床传热计算的基础上结合图像处理技术,提出了一种循环流化床工质吸热量在线预测模型,该模型可通过火焰图像探测器检测得到的火焰温度和黑度预测出锅炉工质的吸热量。验证结果表明,模型预测的工质吸热量超前于由机组参数得到的吸热量,因此,将预测模型引入机组控制可有效改善原控制系统的滞后特性,提高机组的控制水平。将辐射能信号引入机组主汽温控制的试验研究从另一方面证明了工质吸热量预测模型的导前性特点。
二、一种煤粉燃烧火焰辐射成像新模型（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种煤粉燃烧火焰辐射成像新模型（论文提纲范文）
（1）光场层析成像火焰三维温度场测量方法与系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 火焰温度测量技术的研究现状 |
| 1.2.1 接触式测温法 |
| 1.2.2 非接触式测温法 |
| 1.3 辐射法火焰温度测量技术 |
| 1.3.1 火焰辐射测温原理 |
| 1.3.2 辐射成像温度测量技术 |
| 1.3.3 光场成像火焰温度测量技术 |
| 1.3.4 光场成像火焰温度测量技术存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究内容及组织结构 |
| 第二章 火焰辐射光场成像原理与光线采样特性研究 |
| 2.1 火焰辐射光场成像过程 |
| 2.1.1 火焰辐射光场成像原理 |
| 2.1.2 光场逆向追迹模型 |
| 2.2 火焰辐射的光场采样特性 |
| 2.2.1 表征光线 |
| 2.2.2 方向采样 |
| 2.2.3 空间采样 |
| 2.3 光场采样特性的影响分析 |
| 2.3.1 像素与火焰位置 |
| 2.3.2 微透镜放大率 |
| 2.3.3 微透镜焦距 |
| 2.3.4 主镜头放大率 |
| 2.3.5 主镜头焦距 |
| 2.4 光场采样优化及火焰温度体重建 |
| 2.4.1 光场相机辐射采样性能优化 |
| 2.4.2 火焰温度场三维体重建 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光场层析成像火焰三维温度场重建方法研究 |
| 3.1 火焰三维温度场的光场层析成像原理 |
| 3.2 光场重聚焦图像的等效性分析 |
| 3.2.1 火焰辐射光线传输过程的数学模型 |
| 3.2.2 光场重聚焦成像的数学模型 |
| 3.2.3 传统相机成像过程的数学模型 |
| 3.2.4 等效性分析 |
| 3.3 光场层析成像三维温度场测量方法 |
| 3.3.1 光场重聚焦方法 |
| 3.3.2 光学分层成像算法 |
| 3.3.3 辐射测温方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 火焰三维温度场光场层析重建的空间分辨率研究 |
| 4.1 点扩散函数与重建空间分辨率 |
| 4.1.1 点扩散函数 |
| 4.1.2 深度分辨率 |
| 4.1.3 横向分辨率 |
| 4.2 火焰三维温度场光场层析重建 |
| 4.2.1 模拟条件设置 |
| 4.2.2 光场层析重建与点扩散函数的关系 |
| 4.3 光场相机参数对重建空间分辨率的影响 |
| 4.3.1 不同光场相机的重建空间分辨率分析 |
| 4.3.2 重建空间分辨率的优化 |
| 4.4 火焰重建的其他影响因素 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 光场层析成像火焰三维温度场测量系统研究 |
| 5.1 笼式光场相机设计 |
| 5.1.1 总体设计 |
| 5.1.2 结构设计 |
| 5.1.3 组装与调试 |
| 5.1.4 图像校正 |
| 5.2 笼式光场相机成像性能评价 |
| 5.2.1 装配精度检测 |
| 5.2.2 笼式光场相机畸变特性 |
| 5.2.3 图像传感器噪声 |
| 5.2.4 图像传感器的线性度 |
| 5.3 光场层析成像火焰三维温度场测量系统 |
| 5.3.1 系统基本组件 |
| 5.3.2 系统功能测试 |
| 5.4 测量系统的实验标定 |
| 5.4.1 重聚焦深度标定 |
| 5.4.2 点扩散函数标定 |
| 5.4.3 辐射强度标定 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 光场层析成像火焰三维温度场测量实验研究 |
| 6.1 乙烯扩散火焰温度测量实验系统及装置 |
| 6.1.1 乙烯扩散燃烧实验装置 |
| 6.1.2 热电偶火焰温度测量 |
| 6.2 实验结果及讨论 |
| 6.2.1 层流火焰 |
| 6.2.2 双峰火焰 |
| 6.2.3 湍流脉动火焰 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 基于光场层析成像的高温气固两相流温度、速度测量实验 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 测量方法的改进与验证 |
| 7.2.1 高温颗粒的温度测量 |
| 7.2.2 飞行速度测量 |
| 7.2.3 小球下落的验证实验 |
| 7.3 实验系统及装置 |
| 7.4 实验结果及讨论 |
| 7.4.1 单个高温金属颗粒的温度变化 |
| 7.4.2 高温金属颗粒的温度-速度分布 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 论文的主要结论 |
| 8.2 本文的创新点 |
| 8.3 展望与建议 |
| 参考文献 |
| 研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于能量利用的富氧燃烧辐射问题与系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 富氧燃烧技术 |
| 1.2.1 富氧燃烧技术简介 |
| 1.2.2 富氧燃烧基础研究 |
| 1.3 富氧燃烧热辐射关键问题 |
| 1.3.1 气体辐射特性模型 |
| 1.3.2 辐射热力学研究现状 |
| 1.3.3 富氧燃烧火焰辐射特性 |
| 1.4 光热能量分级转化系统研究 |
| 1.4.1 基于太阳能的光热能量分级转化系统 |
| 1.4.2 基于燃烧热光伏技术的光热能量分级转化系统 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 富氧燃烧辐射热力学理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 黑体辐射? |
| 2.2.1 几种代表观点 |
| 2.2.2 不可逆性的讨论 |
| 2.2.3 三个公式的差异 |
| 2.2.4 讨论黑体辐射?的辐射机模型 |
| 2.3 单色辐射? |
| 2.3.1 关于单色光子?的讨论 |
| 2.3.2 等效温度公式的讨论 |
| 2.3.3 关于黑体辐射的讨论 |
| 2.4 单色辐射熵 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 富氧燃烧气体辐射模型开发理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非灰气体辐射特性模型 |
| 3.2.1 SNB模型 |
| 3.2.2 WSGG模型及改进 |
| 3.2.3 求解耦合气体辐射模型的辐射传递方程 |
| 3.3 灰气体加权模型的开发 |
| 3.3.1 改进WSGG模型系数的拟合 |
| 3.3.2 典型工况下的WSGG模型 |
| 3.4 典型工况WSGG模型计算结果 |
| 3.4.1 考察工况设计 |
| 3.4.2 结果及讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 富氧气氛新型宽范围灰气体加权模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 新型宽范围WSGG模型 |
| 4.2.1 新WSGG模型 |
| 4.2.2 辐射传递方程 |
| 4.2.3 考察算例 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 发射率结果 |
| 4.3.2 一维算例结果 |
| 4.3.3 压力对辐射传热的影响结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 富氧燃烧辐射特性理论研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单色辐射传递过程热力学理论 |
| 5.2.1 单色光谱可用能理论评述 |
| 5.2.2 单色辐射?传递 |
| 5.2.3 单色辐射熵传递 |
| 5.2.4 热力学关系验证 |
| 5.2.5 数值计算验证 |
| 5.3 一维炉膛燃烧介质辐射能量特征 |
| 5.3.1 一维工况设计 |
| 5.3.2 气体辐射模型应用比较 |
| 5.3.3 富氧燃烧介质辐射特性结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 富氧燃烧辐射特性实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 管式炉一维辐射实验 |
| 6.2.1 管式炉实验系统介绍 |
| 6.2.2 实验方法与数据分析 |
| 6.2.3 实验结果与讨论 |
| 6.3 小型平焰燃烧器辐射实验 |
| 6.3.1 小型平焰燃烧器实验系统介绍 |
| 6.3.2 实验方法与数据分析 |
| 6.3.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.4 数值计算验证 |
| 6.4 富氧燃烧中试实验 |
| 6.4.1 富氧中试试验台介绍 |
| 6.4.2 实验方法与工况 |
| 6.4.3 实验结果与讨论结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 富氧燃烧光热能量分级利用系统 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 光热能量分级利用理论及原则 |
| 7.2.1 辐射能量分频利用理论 |
| 7.2.2 光热能量分级利用原则 |
| 7.3 直接利用火焰能量的光热能量分级转化系统 |
| 7.3.1 新型富氧燃烧分级利用系统概念 |
| 7.3.2 系统简化热力学计算模型 |
| 7.3.3 系统性能结果与讨论 |
| 7.4 基于光谱调节的光热能量分级转化系统 |
| 7.4.1 新型热光伏光热能量分级转化系统(TBRC) |
| 7.4.2 光热能量分级转化系统的分析模型 |
| 7.4.3 系统热力学分析结果与讨论 |
| 7.4.4 基于高参数联合循环机组的光热分级系统理想性能分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 全文总结及工作展望 |
| 8.1 主要研究内容与结论 |
| 8.2 论文创新点 |
| 8.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简介 |
| 教育经历 |
| 获奖与荣誉 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 攻读博士期间发表的论文 |
（3）基于图像处理的高炉风口燃烧带温度场研究及应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 高炉燃烧带简介 |
| 2.2 高炉理论燃烧温度研究现状 |
| 2.3 高炉风口燃烧带温度检测研究现状 |
| 2.4 基于数字图像处理的火焰温度检测研究现状 |
| 2.5 提高燃烧带温度场检测精度的研究现状 |
| 2.6 高炉风口燃烧带均匀性及活跃性研究现状 |
| 2.7 研究目的及研究内容 |
| 2.7.1 研究目的 |
| 2.7.2 研究内容 |
| 3 高炉理论燃烧温度模型的修正 |
| 3.1 理论燃烧温度模型的修正 |
| 3.1.1 理论燃烧温度模型的修正 |
| 3.1.2 相关参数的确定 |
| 3.1.3 计算流程与参数 |
| 3.2 影响因素分析 |
| 3.2.1 焦炭和煤粉对理论燃烧温度的影响 |
| 3.2.2 鼓风参数对理论燃烧温度的影响 |
| 3.2.3 综合分析 |
| 3.3 小结 |
| 4 基于图像处理的温度检测理论及硬件系统搭建 |
| 4.1 测温原理简介 |
| 4.2 高炉燃烧带温度场检测原型系统选型及搭建 |
| 4.3 物理光学模型 |
| 4.3.1 基本假设 |
| 4.3.2 图像灰度与辐射体温度的关系 |
| 4.4 比色法求解模型 |
| 4.5 小结 |
| 5 提高高炉风口燃烧带温度场检测精度的方法研究 |
| 5.1 黑体炉标定及拟合 |
| 5.1.1 黑体炉标定过程及标定参数 |
| 5.1.2 不同工况下的标定图像及稳定性分析 |
| 5.1.3 标定结果 |
| 5.2 燃烧带辐射有效采集 |
| 5.2.1 曝光时间的控制研究 |
| 5.2.2 增益的控制研究 |
| 5.3 图像噪声去除 |
| 5.3.1 噪声类型 |
| 5.3.2 去噪方法及原理 |
| 5.3.3 图像去噪结果 |
| 5.4 图像边缘检测及提取 |
| 5.4.1 图像边缘简介 |
| 5.4.2 图像边缘检测方法及原理 |
| 5.4.3 图像边缘检测结果 |
| 5.5 小结 |
| 6 高炉风口温度场分布及影响因素研究 |
| 6.1 高炉设备及生产参数 |
| 6.1.1 2000m~3高炉 |
| 6.1.2 2500m~3高炉 |
| 6.2 喷煤高炉正常冶炼风口温度场分布 |
| 6.2.1 2000 m~3高炉 |
| 6.2.2 2500 m~3高炉 |
| 6.3 停煤过程及全焦冶炼风口温度场分布 |
| 6.3.1 停煤过程 |
| 6.3.2 全焦冶炼过程 |
| 6.4 影响因素分析 |
| 6.4.1 风口尺寸 |
| 6.4.2 喷煤量 |
| 6.4.3 风温 |
| 6.5 小结 |
| 7 高炉风口燃烧带均匀性及活跃性评价体系的建立 |
| 7.1 均匀性及活跃性的定义 |
| 7.2 风口燃烧带局部区域均匀性与活跃性研究 |
| 7.2.1 2000 m~3高炉 |
| 7.2.2 2500 m~3高炉 |
| 7.3 风口燃烧带圆周方向均匀性及活跃性研究 |
| 7.4 小结 |
| 8 结论和工作展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）基于单光场相机的火焰三维温度场测量（论文提纲范文）
| 0 前言 |
| 1 光场成像技术 |
| 1.1 光场及光场相机 |
| 1.2 虚拟焦平面与像素对应光线 |
| 2 基于光场成像的火焰辐射成像模型 |
| 2.1 像素对应光线的逆向追踪 |
| 2.2 光线的辐射强度计算方法 |
| 3 模拟计算结果及分析 |
| 4 结论 |
（5）基于BP神经网络锅炉炉膛火焰可视化监测方法研究（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 炉膛三维温度场的监测原理 |
| 2 BP 神经网络模型与分析 |
| 2. 1 BP 神经网络介绍 |
| 2. 2 BP 神经网络的建立 |
| 3 锅炉炉膛三维温度场的重建仿真 |
| 3. 1 三维温度场监测系统组成 |
| 3. 2 火焰辐射能图像 RGB 灰度值的提取 |
| 3. 3 火焰图像二维温度值的预测 |
| 3. 4 炉膛火焰三维温度场的重建 |
| 3. 5 结果与分析 |
| 4 结 语 |
（6）弥散介质温度场重建的辐射反问题研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 燃烧火焰温度场重建的辐射反问题研究现状及局限性 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 2 反问题不适定方程的求解方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 反问题的定义 |
| 2.3 不适定问题的定义 |
| 2.4 分析不适定问题的方法—SVD分解和Picard图 |
| 2.5 求解不适应问题的方法 |
| 2.5.1 Tikhonov正则化方法 |
| 2.5.2 截断奇异值分解(TSVD)方法 |
| 2.5.3 最小二乘QR分解(LSQR)方法 |
| 2.5.4 阻尼最小二乘QR分解(LSQR)算法 |
| 2.6 正则化参数选择方法—L曲线法 |
| 2.7 炉膛三维温度场重建反问题重建方程的解法 |
| 2.7.1 系统描述及重建条件 |
| 2.7.2 重建结果及讨论 |
| 2.7.3 总结 |
| 2.8 炉膛三维温度场重建反问题求解方法的比较研究 |
| 2.8.1 系统描述 |
| 2.8.2 系统介质描述 |
| 2.8.3 系统假设温度场 |
| 2.8.4 重建结果与讨论 |
| 2.9 本章小结 |
| 3 弥散介质辐射传递及光学成像原理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 弥散介质辐射传递的Monte Carlo方法 |
| 3.2.1 对象网格划分及介质描述 |
| 3.2.2 发射位置的确定 |
| 3.2.3 发射方向的确定 |
| 3.2.4 发射能量及波长的确定 |
| 3.2.5 射线追踪过程 |
| 3.2.6 单颗粒辐射性质的计算 |
| 3.2.7 CO_2吸收系数的计算 |
| 3.2.8 算例验证 |
| 3.3 弥散介质燃烧火焰透镜光学成像计算 |
| 3.3.1 系统描述 |
| 3.3.2 成像计算 |
| 3.3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于正向Monte Carlo方法的三维温度场重建模型和数值模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 可见光波段基于正向Monte Carlo方法的三维温度场重建模型 |
| 4.3 数值模拟算例及结果讨论 |
| 4.3.1 各种不同的CCD摄像机组合方式对重建温度场的影响 |
| 4.3.2 八个CCD摄像机的重建结果 |
| 4.3.3 系数矩阵误差对重建温度场的影响 |
| 4.3.4 测量误差和系数矩阵误差同时存在对重建温度场的影响 |
| 4.3.5 颗粒浓度对于重建温度场的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于逆向Monte Carlo方法的三维温度场重建模型和数值模拟研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于逆向Monte Carlo方法的三维温度场快速重建模型及数值模拟研究 |
| 5.2.1 基于逆向Monte Carlo方法的三维温度场重建模型 |
| 5.2.2 数值模拟算例及结果讨论 |
| 5.3 逆向与正向Monte Carlo方法辐射传热计算对比研究 |
| 5.4 正逆向Monte Carlo方法重建温度场结果对比 |
| 5.4.1 系统参数 |
| 5.4.2 正向Monte Carlo方法重建所耗时间 |
| 5.4.3 逆向Monte Carlo方法重建所耗时间 |
| 5.4.4 重建误差对比 |
| 5.5 基于逆向Monte Carlo方法的二维均匀弥散介质温度场和辐射参数同时重建模型及数值模拟研究 |
| 5.5.1 基于逆向Monte Carlo方法的均匀介质温度场和辐射参数同时重建模型 |
| 5.5.2 数值模拟及讨论 |
| 5.6 危险废弃物回转窑二维截面温度场重建数值模拟研究 |
| 5.6.1 重建模型及重建方程 |
| 5.6.2 系统及网格划分 |
| 5.6.3 系统介质辐射参数设定 |
| 5.6.4 回转窑内假定截面温度分布 |
| 5.6.5 重建结果及讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 气体燃烧火焰三维烟黑的温度场和浓度场同时重建模型及实验应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 火焰三维烟黑的温度场和浓度场分布同时重建模型 |
| 6.3 数值模拟研究及结果讨论 |
| 6.3.1 对称火焰数值模拟研究算例 |
| 6.3.2 非对称火焰数值模拟研究算例 |
| 6.4 火焰三维烟黑的温度场和浓度场分布同时重建实验应用研究 |
| 6.4.1 系统实验图 |
| 6.4.2 摄像机标定 |
| 6.4.3 火焰图像及处理 |
| 6.4.4 气体流量、网格划分及射线数量的确定 |
| 6.4.5 气体燃烧火焰三维烟黑温度场及浓度分布实验重建结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 小型煤粉燃烧试验台火焰温度场重建试验研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 小型煤粉燃烧试验台系统介绍 |
| 7.2.1 摄像装置 |
| 7.2.2 图像采集处理装置 |
| 7.2.3 辅助燃烧装置 |
| 7.2.4 煤粉燃烧装置 |
| 7.2.5 烟风道装置 |
| 7.3 模拟重建 |
| 7.3.1 σ=1E-5,SNR=90dB |
| 7.3.2 σ=1E-4,SNR=80dB |
| 7.3.3 σ=5E-4,SNR=66dB |
| 7.3.4 σ=1E-3,SNR=60dB |
| 7.3.5 σ=5E-3,SNR=46dB |
| 7.3.6 σ=1E-2,SNR=40dB |
| 7.3.7 σ=2E-2,SNR=34dB |
| 7.4 试验重建结果及讨论 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 大型燃煤电站锅炉炉膛截面温度场和三维温度场重建试验研究 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 大型燃煤电站锅炉炉膛截面温度场重建试验研究 |
| 8.2.1 重建系统描述 |
| 8.2.2 火焰图像系统描述 |
| 8.2.3 炉膛介质浓度及辐射参数分布设定 |
| 8.2.4 模拟重建结果及讨论 |
| 8.2.5 试验火焰重建结果及讨论 |
| 8.3 大型燃煤电站锅炉炉膛三维温度场重建试验研究 |
| 8.3.1 网格划分及计算参数 |
| 8.3.2 炉膛介质浓度及辐射参数分布设定 |
| 8.3.3 系数矩阵计算及数值模拟研究 |
| 8.3.4 试验重建结果及讨论 |
| 8.4 本章小结 |
| 9 太赫兹波段火焰碳黑的光学特性研究 |
| 9.1 引言 |
| 9.2 研究现状与意义 |
| 9.3 实验部分 |
| 9.3.1 实验样品及制备 |
| 9.3.2 实验装置 |
| 9.4 数据处理方法 |
| 9.5 结果与讨论 |
| 9.5.1 蜡烛火焰碳黑在太赫兹波段的光学特性 |
| 9.5.2 三种气体火焰碳黑在太赫兹波段的光学特性 |
| 9.6 本章小结 |
| 10 全文总结及工作展望 |
| 10.1 引言 |
| 10.2 本文主要结论 |
| 10.3 本文的主要创新点 |
| 10.4 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（7）电站锅炉燃烧图像检测系统设计及应用工程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 温度场测量方法综述 |
| 1.2.1 接触式测温方法 |
| 1.2.1.1 热电偶测温法 |
| 1.2.1.2 黑体腔式热辐射高温计 |
| 1.2.1.3 其它接触式测量方法 |
| 1.2.2 非接触式测温方法 |
| 1.2.2.1 声学法 |
| 1.2.2.2 辐射光谱法 |
| 1.3 常见的火焰检测方法 |
| 1.3.1 光学式火焰检测方法 |
| 1.3.2 相关型火焰检测方法 |
| 1.3.3 基于图像的火焰检测技术 |
| 1.4 基于图像的火焰检测技术的发展现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于图像处理的温度场测量技术与算法设计 |
| 2.1 图像传感器 |
| 2.1.1 CCD 图像传感器 |
| 2.1.2 CCD 图像传感器物理特性 |
| 2.1.2.1 光谱响应特性 |
| 2.1.2.2 光电转换特性 |
| 2.1.2.3 灵敏度及其不均匀性 |
| 2.1.2.4 暗信号与传感器动态响应特性 |
| 2.1.2.5 分辨率 |
| 2.1.2.6 工作频率 |
| 2.1.2.7 电荷转移效率 |
| 2.2 热辐射理论 |
| 2.2.1 可见光测温的基本依据 |
| 2.2.2 黑体辐射定律 |
| 2.2.3 物体热辐射性能的表示方法 |
| 2.2.3.1 发射率 |
| 2.2.3.2 灰体的概念 |
| 2.3 辐射体温度与彩色图像像素点灰度的关系 |
| 2.3.1 基本假设 |
| 2.3.2 图像灰度和辐射体温度的关系 |
| 2.4 基于数字图像的火焰温度测量方法 |
| 2.4.1 单色测温法 |
| 2.4.2 双色测温法(比色法) |
| 2.5 数字图像处理方法 |
| 2.5.1 概述 |
| 2.5.2 彩色空间及其变换 |
| 2.5.2.1 彩色空间描述 |
| 2.5.2.2 彩色空间变换 |
| 2.5.3 彩色图像色阶直方图均衡化 |
| 2.5.4 图像边缘检测 |
| 2.5.5 噪声的滤除 |
| 2.5.6 伪彩色图像处理 |
| 第3章 火焰图像传感器设计 |
| 3.1 火焰图像传感器结构 |
| 3.1.1 硬管工业内窥镜 |
| 3.1.2 CCD 摄像机 |
| 3.1.3 冷却系统 |
| 3.2 冷却系统设计 |
| 3.2.1 传热学及流体力学基础 |
| 3.2.1.1 传热学基础 |
| 3.2.1.2 流体力学基础 |
| 3.2.2 具体计算 |
| 3.2.3 冷却风来源 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 电站锅炉火焰图像检测系统设计 |
| 4.1 火焰图像检测系统功能 |
| 4.1.1 火焰图像实时监视 |
| 4.1.2 火焰图像实时分析 |
| 4.1.3 灭火判别、报警及保护 |
| 4.2 600MW 锅炉火焰图像检测系统设计 |
| 4.2.1 系统构成 |
| 4.2.2 系统硬件 |
| 4.2.3 系统软件 |
| 4.2.3.1 需求分析 |
| 4.2.3.2 软件功能结构 |
| 第5章 电站锅炉火焰图像检测系统的工程应用研究 |
| 5.1 600MW 锅炉及少油点火概况 |
| 5.1.1 600MW 锅炉概况 |
| 5.1.2 少油点火概况 |
| 5.1.2.1 油系统及吹扫系统 |
| 5.1.2.2 油配风系统 |
| 5.1.2.3 热控系统 |
| 5.1.2.4 冷炉热风制备系统 |
| 5.2 少油点火火焰图像检测系统配置及工作原理 |
| 5.2.1 系统硬件配置 |
| 5.2.2 系统软件配置 |
| 5.2.3 工作原理 |
| 5.3 火焰图像传感器的布置 |
| 5.4 应用效果分析 |
| 第6章 全文总结及今后工作展望 |
| 6.1 本文创新点 |
| 6.2 结论 |
| 6.3 今后工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（8）煤燃烧过程监测与诊断技术的发展与应用（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 火焰监测原理与火焰监测器 |
| 3 燃烧稳定性监测与诊断 |
| 4 燃烧火焰温度分布的监测 |
| 5 煤种识别 |
| 6 结论与展望 |
（9）轴对称层流扩散火焰温度和烟黑体积浓度检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 烟黑颗粒的特性 |
| 1.3 火焰温度与烟黑颗粒测量技术 |
| 1.4 本文的主要内容 |
| 2 利用热电偶颗粒密度法(TPD)测量火焰温度与烟黑体积浓度 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 热电偶颗粒沉积法(TPD)的理论基础 |
| 2.3 实验设备和测点分布 |
| 2.4 结果分析与讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 TPD方法测量火焰温度和烟黑体积浓度的误差分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热电偶测温的基本原理及误差来源分析 |
| 3.3 烟黑投射辐射和节点与偶丝导热对节点温度响应的影响 |
| 3.4 烟黑结构特性中的非确定因素对节点温度响应的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 传统TPD方法初步改进研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TPD方法的改进计算模型 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于辐射逆问题求解重建火焰温度与烟黑体积浓度 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 辐射传递逆问题的基本理论 |
| 5.3 重建光学薄假定轴对称火焰温度与烟黑浓度 |
| 5.4 重建非光学薄轴对称火焰的温度与烟黑浓度 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 利用火焰发射光谱重建火焰温度与烟黑体积浓度 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 火焰发射光谱测量实验平台 |
| 6.3 火焰发射光谱强度标定过程 |
| 6.4 结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 未来研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士学位论文期间发表的论文 |
（10）燃烧火焰辐射图像处理研究及其在循环流化床锅炉上的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 燃烧火焰温度测量技术 |
| 1.3 燃烧火焰黑度测量 |
| 1.4 流化床床高检测技术 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 2 循环流化床燃烧火焰在线检测系统设计及调试 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 循环流化床锅炉简介 |
| 2.3 系统硬件结构及其组成 |
| 2.4 系统软件设计及软件功能介绍 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 燃烧火焰温度和黑度检测及其在循环流化床上的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 彩色CCD成像原理 |
| 3.3 温度和黑度检测原理 |
| 3.4 火焰图像探测器标定 |
| 3.5 试验结果及分析 |
| 3.6 循环流化床炉膛传热特性 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 循环流化床床高检测的模拟研究及其分 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 流化床床高对炉内火焰黑度分布的影响 |
| 4.3 循环流化床锅炉床高检测模拟研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 循环流化床锅炉工质吸热量在线预测模型及其分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 吸热量预测模型 |
| 5.3 锅内工质吸热量的计算 |
| 5.4 模型预测结果及分析 |
| 5.5 引入辐射能信号参与机组主汽温控制试验 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 全文总结与建议 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 进一步工作建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 附录2 获得的奖励和专利 |
| 附录3 系统接线图和电气原理图 |
四、一种煤粉燃烧火焰辐射成像新模型（论文参考文献）
- [1]光场层析成像火焰三维温度场测量方法与系统研究[D]. 刘煜东. 东南大学, 2020
- [2]基于能量利用的富氧燃烧辐射问题与系统研究[D]. 山石泉. 浙江大学, 2020(08)
- [3]基于图像处理的高炉风口燃烧带温度场研究及应用[D]. 周东东. 北京科技大学, 2018(02)
- [4]基于单光场相机的火焰三维温度场测量[J]. 孙俊,许传龙,张彪,齐宏,何菁,王式民,谈和平. 工程热物理学报, 2016(03)
- [5]基于BP神经网络锅炉炉膛火焰可视化监测方法研究[J]. 樊汝森,王勇,魏大乡,徐东辉,杨恒,陈帅. 计算机应用与软件, 2015(02)
- [6]弥散介质温度场重建的辐射反问题研究[D]. 刘冬. 浙江大学, 2010(07)
- [7]电站锅炉燃烧图像检测系统设计及应用工程研究[D]. 郭进. 上海交通大学, 2010(11)
- [8]煤燃烧过程监测与诊断技术的发展与应用[J]. 谭丞,徐立军,曹章. 工程研究-跨科学视野中的工程, 2009(02)
- [9]轴对称层流扩散火焰温度和烟黑体积浓度检测方法研究[D]. 卢晶. 华中科技大学, 2009(11)
- [10]燃烧火焰辐射图像处理研究及其在循环流化床锅炉上的应用[D]. 姜志伟. 华中科技大学, 2009(11)