一、Experimental Study on Measurement of Flame Temperature Distribution Using the Two-Color Method(論文文獻(xiàn)綜述)
祁勝[1](2021)在《基于光學(xué)診斷的煤與生物質(zhì)顆?;旌现鸺叭紵匦匝芯俊肺闹刑岢雒鎸?duì)嚴(yán)峻的碳減排形勢(shì),我國(guó)必須兼顧煤炭資源的清潔高效利用和可再生能源的開發(fā),而煤與生物質(zhì)混合燃燒正是化石燃料與可再生能源聯(lián)合利用的重要方式。生物質(zhì)具有碳中性的優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也有著密度低、熱值低、堿金屬含量高等特點(diǎn)。微觀結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成的差異導(dǎo)致生物質(zhì)的著火及燃燒特性與煤炭有很大區(qū)別,若要在現(xiàn)有的煤粉燃燒設(shè)備中直接利用生物質(zhì)燃料,則需對(duì)煤與生物質(zhì)的著火及燃燒特性有更加清晰的認(rèn)識(shí)。此外,現(xiàn)有的針對(duì)煤與生物質(zhì)混燃特性的研究多采用固定床反應(yīng)器、沉降爐以及離線測(cè)量手段,實(shí)驗(yàn)工況較為簡(jiǎn)單,缺少?gòu)?fù)雜燃燒環(huán)境中煤與生物質(zhì)混燃的在線測(cè)量數(shù)據(jù)。針對(duì)上述問(wèn)題,本文搭建了基于Hencken型平面火焰燃燒器的攜帶流反應(yīng)系統(tǒng),提供了接近真實(shí)工業(yè)爐膛的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,結(jié)合光學(xué)診斷技術(shù),開展了多尺度、多工況的研究工作。首先,以煤及生物質(zhì)單顆粒(粒徑小于200μm)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,搭建了具有光譜分辨、時(shí)間分辨的單顆粒燃燒光學(xué)測(cè)量系統(tǒng),全面分析了煤及生物質(zhì)單顆粒的揮發(fā)分、焦炭燃燒全周期過(guò)程,重點(diǎn)關(guān)注單顆粒的著火及揮發(fā)分燃燒特性。研究表明,燃料的著火延遲時(shí)間隨揮發(fā)分含量的增加而線性下降。在多數(shù)工況中,生物質(zhì)及褐煤?jiǎn)晤w粒的著火模式為均相著火,而煙煤?jiǎn)晤w粒則為異相著火,利用化學(xué)滲透脫揮發(fā)分(CPD)模型分析了燃料熱解特性差異對(duì)著火模式的影響。針對(duì)富氧燃燒工況,研究發(fā)現(xiàn)CO2氣氛對(duì)顆粒的著火及燃燒有著顯著的抑制效應(yīng)。煙氣溫度及氧含量的增加能夠降低單顆粒的著火延遲時(shí)間。對(duì)于生物質(zhì)及褐煤?jiǎn)晤w粒,顆粒粒徑的減小會(huì)縮短著火延遲時(shí)間,但對(duì)于異相著火的準(zhǔn)東煤?jiǎn)晤w粒,在某些粒徑范圍內(nèi),粒徑的減小反而會(huì)導(dǎo)致著火滯后。隨后,將研究對(duì)象拓展至煤與生物質(zhì)顆粒群的射流燃燒,采用OH自由基的平面激光誘導(dǎo)熒光(OH-PLIF)技術(shù)觀測(cè)了燃料顆粒群射流燃燒的揮發(fā)分火焰結(jié)構(gòu),基于火焰圖像分析,系統(tǒng)探究了雷諾數(shù)、溫度、氧含量、生物質(zhì)摻混比例等因素對(duì)顆粒群著火及燃燒穩(wěn)定性的影響規(guī)律,為合理設(shè)計(jì)湍流條件下煤與生物質(zhì)的混燃工況提供數(shù)據(jù)參考。研究表明,在湍流工況中,氣流的卷吸作用和顆粒的彌散效應(yīng)強(qiáng)化了燃料顆粒群與環(huán)境煙氣間的熱流及物質(zhì)傳遞,射流著火延遲時(shí)間大幅縮短。環(huán)境溫度及送風(fēng)氧含量的升高也能提升顆粒群的著火特性,但是一旦超出某一閾值,其對(duì)著火特性的提升效果會(huì)變?nèi)?控制顆粒群著火行為的主導(dǎo)因素發(fā)生改變。針對(duì)煤與生物質(zhì)混合燃燒的研究發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)揮發(fā)分含量高且脫揮發(fā)分、著火溫度較低的特性確實(shí)會(huì)促進(jìn)混合燃料的著火,但是在湍流工況中,若直接等質(zhì)量地用生物質(zhì)去替換煤粉,隨著生物質(zhì)摻混比例的增加,群燃火焰會(huì)顯著變?nèi)?這是因?yàn)樯镔|(zhì)顆粒密度低、易向射流徑向彌散的特點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致射流剛性變差,不利于顆粒群團(tuán)聚和群燃的發(fā)生,同時(shí),生物質(zhì)燃燒溫度低,進(jìn)一步導(dǎo)致混燃穩(wěn)定性下降。在當(dāng)前研究工況中,向煤粉中摻混20%生物質(zhì)的整體燃燒效果最佳。進(jìn)一步地,針對(duì)準(zhǔn)東煤及生物質(zhì)燃料中堿金屬含量高的特點(diǎn),聯(lián)用單顆粒光學(xué)測(cè)量和熱重分析等測(cè)試方法,結(jié)合萃取、負(fù)載堿金屬等處理手段,研究了燃料燃燒過(guò)程中不同類型堿金屬的析出及催化燃燒特性,進(jìn)一步驗(yàn)證煤與生物質(zhì)混合燃燒的協(xié)同作用。研究表明,對(duì)于均相著火的玉米秸稈、楊木等生物質(zhì)顆粒,K、Na的釋放有著明顯的兩個(gè)階段,即:揮發(fā)分階段和焦炭階段,每個(gè)階段對(duì)應(yīng)著不同類型的堿金屬釋放;而對(duì)于異相著火的準(zhǔn)東煤顆粒,整個(gè)燃燒過(guò)程中只存在一個(gè)Na釋放峰。光學(xué)測(cè)量結(jié)果表明,堿金屬對(duì)單顆粒揮發(fā)分氣相火焰燃燒強(qiáng)度的影響較小,但能夠顯著提升焦炭的燃燒反應(yīng)活性及燃燒強(qiáng)度,尤其對(duì)于生物質(zhì),含量較低的有機(jī)堿金屬在焦炭燃燒階段起著重要的催化作用。結(jié)合熱重實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在燃料熱解過(guò)程中,堿金屬起著調(diào)控?zé)峤猱a(chǎn)物種類的作用;在焦炭燃燒過(guò)程中,堿金屬通過(guò)-CA(C代表焦炭、A代表堿金屬)氧化-還原循環(huán)機(jī)制促進(jìn)焦炭的燃燒,降低反應(yīng)活化能,證明了在煤與生物質(zhì)混燃過(guò)程中,生物質(zhì)釋放的K能夠提升煤粉焦炭的著火及燃燒特性,促進(jìn)混合燃料的燃盡。此外,實(shí)際燃燒設(shè)備常以預(yù)熱后的空氣作為氧化劑,本文針對(duì)氣體預(yù)熱會(huì)對(duì)燃燒過(guò)程中碳煙生成量產(chǎn)生顯著影響的問(wèn)題,建立了一系列邊界條件清晰的氣體預(yù)熱型(293 K~723 K)碳煙火焰,采用激光誘導(dǎo)白熾光(LII)技術(shù)及雙色法測(cè)量了火焰中的碳煙體積濃度及溫度分布,探究了氣體預(yù)熱及氮?dú)馓砑訉?duì)碳煙生成的影響機(jī)制,豐富了碳煙火焰數(shù)據(jù)庫(kù)。研究表明,隨著燃料及伴流空氣預(yù)熱溫度的升高,火焰整體溫度上升,碳煙前驅(qū)物的生成加速,碳煙演化速率加快,碳煙生成總量增加。在碳煙生成秉性較弱的火焰中(如甲烷火焰),這種強(qiáng)化作用更為顯著,當(dāng)氣體預(yù)熱溫度從室溫升至673 K時(shí),甲烷火焰的軸向碳煙生成速率增長(zhǎng)了近4倍。極高碳煙生成量所帶來(lái)的不完全燃燒熱損失和碳煙輻射熱損失導(dǎo)致丙烷及乙烯火焰中心區(qū)域的碳煙溫度出現(xiàn)隨氣體預(yù)熱溫度升高而降低的反?,F(xiàn)象。添加N2能夠顯著抑制碳煙生成,其主要原因是N2的稀釋作用和熱作用,只有在向碳煙生成量極高的火焰中添加N2時(shí),前者才會(huì)占主導(dǎo)地位。
婁春,張魯棟,蒲旸,張仲儂,李智聰,陳鵬飛[2](2021)在《基于自發(fā)輻射分析的被動(dòng)式燃燒診斷技術(shù)研究進(jìn)展》文中認(rèn)為被動(dòng)式燃燒診斷技術(shù)是利用火焰自發(fā)射輻射信息進(jìn)行燃燒診斷的一項(xiàng)技術(shù),具有非接觸、對(duì)環(huán)境要求不高、系統(tǒng)緊湊、易于實(shí)施等特點(diǎn),在燃燒場(chǎng)在線測(cè)量及診斷中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。首先,分析了各類燃燒診斷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及局限;其次,結(jié)合華中科技大學(xué)煤燃燒國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開展的被動(dòng)式燃燒測(cè)量診斷研究工作,從火焰發(fā)射光譜、火焰圖像處理、熱輻射成像技術(shù)三個(gè)方面介紹了自發(fā)輻射燃燒診斷技術(shù)的基本原理及研究現(xiàn)狀,利用這三種技術(shù),可實(shí)現(xiàn)燃燒狀態(tài)定性分析以及燃燒流場(chǎng)中溫度、組分體積分?jǐn)?shù)等燃燒關(guān)鍵信息的定量計(jì)算;最后,指出了自發(fā)輻射燃燒診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),即:獲得更豐富的檢測(cè)信號(hào)、更高的檢測(cè)分辨率和精度以及更多的檢測(cè)結(jié)果。
顏杰[3](2021)在《船用柴油機(jī)缸內(nèi)火焰燃燒瞬態(tài)溫度場(chǎng)分布特性研究》文中研究表明為了應(yīng)對(duì)愈發(fā)嚴(yán)格的排放法規(guī),提高能源利用率成為了最為有效的舉措之一。內(nèi)燃機(jī)朝著大功率,高熱效率的方向發(fā)展,研究?jī)?nèi)燃機(jī)的手段也在不斷變化。其中缸內(nèi)燃燒作為內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程中的重心,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性起決定作用。火焰溫度場(chǎng)和碳煙濃度是衡量燃燒過(guò)程的重要指標(biāo),對(duì)研究燃燒機(jī)理、提高性能、降低排放具有指導(dǎo)意義。非接觸式測(cè)溫技術(shù)方法較多,但一般系統(tǒng)較為復(fù)雜,成本較高,適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力較弱,在缸內(nèi)直接測(cè)量難以實(shí)現(xiàn),尤其是大空間尺度的連續(xù)測(cè)量。雙色法作為先進(jìn)的光學(xué)測(cè)試手段,具有實(shí)時(shí)測(cè)量,空間解析度高,光路簡(jiǎn)單,信號(hào)干擾少等優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)火焰時(shí)空演化過(guò)程的大尺度連續(xù)測(cè)量,被廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程研究。同時(shí)由于缺少系統(tǒng)的船用柴油機(jī)火焰燃燒發(fā)展過(guò)程與數(shù)據(jù)體系,相關(guān)仿真研究在缺少邊界條件設(shè)定參數(shù)與結(jié)果數(shù)據(jù)對(duì)照的情況下無(wú)法進(jìn)行,因此十分有必要通過(guò)可視化的方法去研究船用柴油機(jī)缸內(nèi)火焰燃燒瞬態(tài)溫度場(chǎng)及碳煙濃度場(chǎng)。本文基于內(nèi)窺可視化技術(shù)搭建了船用中高速柴油機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng),研究推進(jìn)特性下大缸徑柴油機(jī)燃燒火焰瞬態(tài)溫度場(chǎng)和碳煙濃度場(chǎng)的時(shí)空變化規(guī)律。為保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,針對(duì)內(nèi)窺鏡出現(xiàn)的圖像畸形,基于棋盤格標(biāo)定法進(jìn)行矯正,首次實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)缸內(nèi)火焰面積定量分析;同時(shí)利用超高溫黑體爐對(duì)亮度溫度Ta進(jìn)行標(biāo)定,建立火焰圖像輻射強(qiáng)度與溫度的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),柴油燃燒火焰平均溫度基本呈單峰分布,柴油燃燒溫度迅速上升,升到一個(gè)最高溫,后由于活塞向下運(yùn)動(dòng)和燃燒室內(nèi)渦流運(yùn)動(dòng),溫度下降,但由于有部分柴油在此時(shí)才霧化燃燒,所以火焰平均溫度有輕微反彈,但總體是呈下降趨勢(shì)。20%負(fù)荷的火焰平均溫度最高,25%次之。50%負(fù)荷的火焰平均溫度較低,這是因?yàn)?0%負(fù)荷噴油量增大,過(guò)量空氣系數(shù)減小,混合時(shí)間短,柴油未完全燃燒。同時(shí)負(fù)荷越大,火焰燃燒前期平均溫度上升速度越快,50%負(fù)荷在8.8°CA ATDC就達(dá)到火焰平均溫度峰值,20%和25%負(fù)荷在9.8°CA ATDC達(dá)到平均溫度火焰峰值,而15%負(fù)荷在12.8°CA ATDC才上升到最高溫度。在燃燒前期碳煙大量生成,KL因子迅速增加至峰值,燃燒至后期,KL因子保持一個(gè)水平,高溫新生成的碳煙與之前生成碳煙被氧化的速度基本持平,有輕微下降。其中10%負(fù)荷柴油火焰燃燒持續(xù)期短,后續(xù)燃燒中沒(méi)有再生成新的碳煙,KL因子后期在持續(xù)降低。20%負(fù)荷KL因子最大,生成的碳煙最多。NOX的排放量在25%負(fù)荷工況下比50%負(fù)荷工況下更高,這與計(jì)算得出的高溫火焰面積在25%工況下更大的結(jié)論相一致,另外,25%負(fù)荷工況下的煙度大于50%負(fù)荷工況下的煙度,也與計(jì)算得出的平均KL因子在25%負(fù)荷工況下更大相匹配,證明本文中的計(jì)算結(jié)果是合理的。
劉煜東[4](2020)在《光場(chǎng)層析成像火焰三維溫度場(chǎng)測(cè)量方法與系統(tǒng)研究》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理燃燒廣泛存在于能源動(dòng)力、航空航天、冶金和化工等領(lǐng)域。準(zhǔn)確可靠的火焰溫度監(jiān)測(cè)有利于提高燃燒效率、降低污染排放、保證生產(chǎn)安全。同時(shí),火焰三維溫度分布的準(zhǔn)確測(cè)量既是燃燒過(guò)程機(jī)理研究的基礎(chǔ),也是燃燒裝置設(shè)計(jì)的重要依據(jù)?;诨鹧孑椛涔鈭?chǎng)成像的火焰溫度場(chǎng)測(cè)量方法具有非侵入、響應(yīng)時(shí)間短、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、不需要信號(hào)發(fā)射裝置等優(yōu)點(diǎn),獲得了廣泛關(guān)注。本文主要開展了基于光場(chǎng)層析成像的火焰三維溫度場(chǎng)測(cè)量方法研究,為開發(fā)可靠的火焰三維溫度場(chǎng)測(cè)量?jī)x器提供了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。首先,介紹了火焰輻射的光場(chǎng)成像基本過(guò)程,發(fā)展了火焰輻射逆向光線追跡模型。結(jié)合火焰的輻射傳輸特性,提出了光場(chǎng)采樣方向和位置特性的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)。分析了探測(cè)器像素、微透鏡位置以及光場(chǎng)成像系統(tǒng)光學(xué)參數(shù)對(duì)光場(chǎng)采樣特性的影響。在此基礎(chǔ)上,提出了火焰輻射光場(chǎng)采樣的優(yōu)化方案,采集了軸對(duì)稱和非軸對(duì)稱火焰的輻射信息,并利用光場(chǎng)體重建方法重建了火焰溫度分布。結(jié)果表明優(yōu)化后的火焰輻射角度采樣增大了23倍,非軸對(duì)稱火焰的重建誤差小于3%。針對(duì)光場(chǎng)體重建溫度場(chǎng)空間分辨率低的問(wèn)題,將光場(chǎng)重聚焦成像和光學(xué)分層成像技術(shù)相結(jié)合,開展了光場(chǎng)層析成像三維重建方法的研究。著重研究了光學(xué)分層重建斷層輻射強(qiáng)度重建精度低的問(wèn)題,分析了火焰發(fā)射率對(duì)溫度重建精度的影響,進(jìn)而提出了改進(jìn)的光場(chǎng)層析成像溫度場(chǎng)測(cè)量方法(Light Field Sectioning Pyrometry,LFSP)。發(fā)展了光場(chǎng)重聚焦圖像的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)模型,據(jù)此分析了光場(chǎng)相機(jī)光學(xué)參數(shù)與深度分辨率和橫向分辨率之間的關(guān)系,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)LFSP重建空間分辨率的定量評(píng)價(jià)與相機(jī)的參數(shù)優(yōu)化。結(jié)果表明LFSP重建的橫向分辨率和深度分別可以達(dá)到100μm和10mm,顯著高于傳統(tǒng)的光場(chǎng)體重建方法。在相機(jī)參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并研制了光學(xué)參數(shù)可靈活調(diào)整的籠式光場(chǎng)相機(jī),并對(duì)相機(jī)的裝配精度、成像的漸暈與畸變、傳感器的噪聲與線性度等方面進(jìn)行了分析與評(píng)估。開發(fā)了基于籠式光場(chǎng)相機(jī)的信息處理軟件,具有相機(jī)拍攝參數(shù)控制、光場(chǎng)原始圖像采集與解碼、光場(chǎng)成像結(jié)果展示與存儲(chǔ)等功能。在此基礎(chǔ)上,對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了參數(shù)標(biāo)定與性能評(píng)估。結(jié)果表明:籠式光場(chǎng)相機(jī)的裝配精度、成像特性及圖像傳感器性能均滿足實(shí)驗(yàn)需求;LFSP測(cè)量系統(tǒng)的溫度標(biāo)定誤差小于3%。為了驗(yàn)證LFSP的可行性,對(duì)乙烯擴(kuò)散火焰和高溫多相流進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)于乙烯擴(kuò)散火焰實(shí)驗(yàn),主要重建了層流、湍流、雙峰等不同結(jié)構(gòu)和流動(dòng)特性下火焰的三維溫度場(chǎng),并與熱電偶測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了比較與分析。結(jié)果表明:LFSP的測(cè)量結(jié)果與熱電偶測(cè)溫結(jié)果相吻合,具有較好的溫度測(cè)量準(zhǔn)確性;同時(shí),LFSP具有較高的空間分辨率以及時(shí)間分辨率。對(duì)于高溫多相流實(shí)驗(yàn),根據(jù)對(duì)象特性改進(jìn)了溫度測(cè)量算法,將LFSP與粒子追蹤測(cè)速技術(shù)相結(jié)合,同時(shí)測(cè)量了高溫飛行顆粒的溫度、速度參數(shù),并與理論模型和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了比較與分析。結(jié)果表明:飛行顆粒的溫度變化趨勢(shì)與理論模型一致,大量顆粒溫度高于鐵及氧化亞鐵的熔點(diǎn),這與形態(tài)觀察中發(fā)現(xiàn)大量顆粒出現(xiàn)熔化的現(xiàn)象相一致。總的來(lái)說(shuō),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了LFSP測(cè)量技術(shù)的可行性,具有廣泛的應(yīng)用前景。
何旭,伍岳,馬驍,李雁飛,齊運(yùn)亮,劉澤昌,徐一凡,周揚(yáng),李熊偉,劉聰,馮海濤,劉福水[5](2020)在《內(nèi)燃機(jī)光學(xué)診斷試驗(yàn)平臺(tái)和測(cè)試方法綜述》文中研究指明活塞式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的動(dòng)力機(jī)械裝置。由于其內(nèi)部燃料噴射、蒸發(fā)、燃燒等復(fù)雜的工作過(guò)程會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)可靠性、能量利用效率和污染物生成產(chǎn)生極大影響,研究?jī)?nèi)部過(guò)程的物理機(jī)理并確定控制策略對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。近年來(lái),為更加深入理解發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部工作過(guò)程,研究人員廣泛采用光學(xué)診斷試驗(yàn)技術(shù)來(lái)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)流動(dòng)和燃燒特性。本文首先介紹了各類用于模擬發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程的試驗(yàn)臺(tái)架(如定容燃燒彈、快速壓縮機(jī)、光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)等)。在此基礎(chǔ)上,分析了各類光學(xué)診斷技術(shù)的基本原理及其在發(fā)動(dòng)機(jī)研究中的應(yīng)用。光學(xué)診斷技術(shù)分為兩類進(jìn)行討論,分別是基于傳統(tǒng)光學(xué)的傳統(tǒng)診斷技術(shù)(如紋影法、雙色法等)和基于激光的先進(jìn)診斷技術(shù)(如粒子圖像測(cè)速法、激光誘導(dǎo)熒光法等)。光學(xué)診斷技術(shù)可在多尺度下測(cè)量缸內(nèi)溫度、物質(zhì)濃度、液滴粒徑等參數(shù),為準(zhǔn)確評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)噴油、蒸發(fā)、燃燒過(guò)程提供試驗(yàn)依據(jù)。更重要的是,光學(xué)診斷技術(shù)為更加深入理解高溫高壓環(huán)境下流動(dòng)、燃燒的物理/化學(xué)機(jī)理提供了可能性,為開發(fā)高功率、高能效、低排放的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)提供可靠的試驗(yàn)手段,同時(shí)為研究人員未來(lái)開展基礎(chǔ)試驗(yàn)研究、更加深入地理解發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程提供指導(dǎo)。
張玉林[6](2020)在《激光誘導(dǎo)熾光法測(cè)量燃燒中碳煙的仿真與實(shí)驗(yàn)研究》文中提出在內(nèi)燃機(jī)研究領(lǐng)域,節(jié)能減排是目前的主要發(fā)展方向。缸內(nèi)直噴汽油機(jī)憑借其出色的性能得到了乘用車市場(chǎng)的認(rèn)可,但是其微粒排放過(guò)高,對(duì)人體健康和環(huán)境有很大影響。微粒的主要成分是碳煙,對(duì)于碳煙形成原因及相關(guān)控制策略的研究,很大程度上依賴于對(duì)火焰內(nèi)部碳煙的實(shí)時(shí)觀測(cè)。近年來(lái),以激光誘導(dǎo)熾光法為代表的激光診斷技術(shù),作為一種非介入式的光學(xué)手段,可以在不干擾燃燒的情況下測(cè)量火焰中瞬態(tài)碳煙分布。本文采用基于雙色法的激光誘導(dǎo)熾光法(2C-LII)作為測(cè)量手段對(duì)GDI汽油機(jī)缸內(nèi)的碳煙濃度分布情況進(jìn)行探究。相關(guān)研究表明,醇類等替代燃料的內(nèi)部含氧特性對(duì)改善微粒排放有著積極作用,為此本文選取乙醇為研究對(duì)象,詳細(xì)探究乙醇摻混比對(duì)GDI汽油機(jī)缸內(nèi)碳煙濃度分布及微粒排放特性的影響。本文基于能量守恒和質(zhì)量守恒定律建立了激光誘導(dǎo)熾光法測(cè)量碳煙顆粒參數(shù)的模型,對(duì)激光加熱過(guò)程中碳煙顆粒的溫度變化進(jìn)行仿真計(jì)算,包括碳煙顆粒吸收激光能量引起的內(nèi)能增加過(guò)程,以及高溫顆粒與周圍環(huán)境氣體之間發(fā)生的熱傳導(dǎo)、升華、熱輻射等熱損失過(guò)程。然后將建立的模型與已發(fā)展的K-R模型、Liu模型和Michelsen模型進(jìn)行對(duì)比分析。不同模型的差異主要集中在熱損失機(jī)理的子模型上。本文建立了層流乙烯-空氣擴(kuò)散火焰LII測(cè)試系統(tǒng),利用2C-LII測(cè)試方法測(cè)量層流乙烯-空氣擴(kuò)散火焰的碳煙分布。將測(cè)量結(jié)果與參考文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)本文的測(cè)量結(jié)果在火焰左右兩邊碳煙最濃區(qū)域處碳煙分布不是十分對(duì)稱,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)激光片光在穿過(guò)火焰的過(guò)程中被碳煙顆粒吸收了一部分能量,造成了能量的衰減。本文測(cè)得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和參考文獻(xiàn)數(shù)據(jù)在碳煙體積分?jǐn)?shù)數(shù)量級(jí)和二維分布上都保持了良好的一致性,驗(yàn)證了測(cè)試方法的準(zhǔn)確性。本文建立了GDI光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)LII測(cè)試系統(tǒng),以E0、E20、E40、E60為燃料,利用LII測(cè)試方法測(cè)量四種燃料在兩個(gè)工況條件下GDI光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)碳煙濃度分布隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析,選取距離缸套頂部往下5mm、10mm兩個(gè)平面進(jìn)行測(cè)量。研究結(jié)果表明:1)在測(cè)量平面上,碳煙分布不均勻趨勢(shì)明顯,在靠近進(jìn)氣門的一側(cè)碳煙較多。2)平面上的碳煙濃度由碳煙生成和氧化共同決定,因此燃用不同燃料時(shí)碳煙最濃時(shí)刻略有波動(dòng)。3)在工況1條件下,E0燃料、E20燃料、E40燃料和E60燃料在5mm平面的平均碳煙體積分?jǐn)?shù)最大值分別為2.01×10-8,2.06×10-8,1.62×10-8,8.44×10-9;在10mm平面的平均碳煙體積分?jǐn)?shù)最大值分別為4.72×10-8,5.35×10-8,2.97×10-8,3.01×10-8;在工況2條件下,四種燃料在5mm平面的平均碳煙體積分?jǐn)?shù)最大值依次為1.76×10-8,3.91×10-8,1.16×10-8,1.01×10-8;在10mm平面的平均碳煙體積分?jǐn)?shù)最大值依次為4.96×10-8,3.04×10-8,1.38×10-8,1.25×10-8。整體來(lái)看:相同工況條件下,同種燃料在10mm平面的平均碳煙體積分?jǐn)?shù)最大值大于5mm平面;在相同平面上,同種燃料在工況1條件下的平均碳煙體積分?jǐn)?shù)最大值大于工況2;在相同工況的相同平面上,隨著乙醇摻混比例的增加,平均碳煙體積分?jǐn)?shù)最大值逐漸減小。利用DMS500快速顆粒分析儀分別測(cè)量了光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)使用不同燃料的微粒排放數(shù)量濃度和粒徑分布,結(jié)果表明,隨著乙醇摻混比例的增加,微??偟臄?shù)量濃度逐漸減小。
宋哲[7](2020)在《基于自由基光譜的預(yù)混火焰溫度檢測(cè)研究》文中研究表明燃燒火焰溫度是燃燒的重要參數(shù),關(guān)系到燃燒穩(wěn)定性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。雙色法測(cè)溫具有簡(jiǎn)單可靠等特點(diǎn),由于預(yù)混氣體燃燒沒(méi)有碳煙顆粒,無(wú)法直接采用雙色法測(cè)溫。因此本文研究基于C2*自由基光譜的預(yù)混氣體燃燒火焰雙色法測(cè)溫,分析了碳煙顆粒的生成機(jī)理以及C2*自由基與碳煙顆粒的關(guān)系,理論證明了 C2*自由基可以作為示溫粒子的條件,采用甲烷/空氣、丁烷/空氣兩種預(yù)混氣體分別燃燒,進(jìn)行測(cè)溫算法驗(yàn)證。本文的主要工作如下:首先基于普朗克定律和維恩公式獲得雙色測(cè)溫法公式,分析了雙色法公式的適用條件。針對(duì)碳?xì)淙剂先紵鹧嬷心軌蚓哂泻隗w輻射的產(chǎn)物主要是碳煙顆粒,分析研究了碳煙顆粒的生成過(guò)程,并從形成碳煙顆粒初核之前的參與生成碳煙顆粒的重要物質(zhì)進(jìn)行探究,尋找具有黑體輻射的粒子。碳煙顆粒的前驅(qū)體為多環(huán)芳烴,分析多環(huán)芳烴的基元組分和基元反應(yīng)可知,C2*自由基是產(chǎn)生多環(huán)芳烴的重要途徑,為基于C2*自由基光譜的雙色法測(cè)預(yù)混氣體火焰溫度奠定一定的理論基礎(chǔ)。其次分析了燃燒火焰中不同自由基的分布、特性及參與的反應(yīng),并用理論分析證明了 C2*自由基滿足示溫粒子資格條件,說(shuō)明C2*自由基具有示溫粒子的特性,其光譜滿足雙色法的適用條件,因此可進(jìn)行預(yù)混氣體燃燒火焰測(cè)溫。最后搭建了兩種燃?xì)猓淄?、丁烷)預(yù)混燃燒試驗(yàn)臺(tái),包括燃燒器、多點(diǎn)溫度巡檢儀和光譜采集系統(tǒng)?;诙帱c(diǎn)溫度巡檢儀測(cè)得燃燒火焰溫度,并對(duì)熱電偶測(cè)溫進(jìn)行熱損失補(bǔ)償和數(shù)據(jù)處理,作為燃燒火焰實(shí)測(cè)溫度?;诠庾V采集系統(tǒng)獲取燃燒火焰在C2*自由基特征譜線處的光譜信息,采用雙色法計(jì)算燃燒火焰溫度,與熱電偶實(shí)測(cè)溫度進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明基于C2*自由基的雙色法測(cè)預(yù)混氣體火焰溫度的有效性。
山石泉[8](2020)在《基于能量利用的富氧燃燒輻射問(wèn)題與系統(tǒng)研究》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理基于熱功轉(zhuǎn)換的傳統(tǒng)能源生產(chǎn)方式受到熱力循環(huán)最高參數(shù)的限制,無(wú)法有效利用高溫燃燒能量;因此,以能量品質(zhì)匹配原則為基礎(chǔ)構(gòu)筑燃燒光熱能量分級(jí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)能源高效利用的一項(xiàng)重要技術(shù)思路。富氧燃燒既是一種控制CO2排放的關(guān)鍵技術(shù),又能夠產(chǎn)生具有較高利用價(jià)值的高溫燃燒輻射能。因此從能質(zhì)匹配利用角度研究富氧燃燒輻射能特征及相應(yīng)的富氧燃燒光熱能量分級(jí)利用系統(tǒng)則具有重要的意義。本文按照富氧燃燒單色輻射能效評(píng)價(jià)理論→高效高精度寬范圍富氧燃燒氣氛輻射總體模型開發(fā)→富氧燃燒輻射能量特征理論分析→富氧燃燒輻射能量特征實(shí)驗(yàn)探究的研究路線對(duì)富氧燃燒熱輻射能量利用的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究,最后構(gòu)筑了基于富氧燃燒的光熱能量分級(jí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)并進(jìn)行參數(shù)分析。為了合理評(píng)價(jià)富氧燃燒高溫輻射能量品質(zhì),首先建立了能夠表征光譜輻射可用能的輻射熱力學(xué)理論。在討論了黑體輻射?的幾種表達(dá)式基礎(chǔ)上,從輻射能和熱能不同的觀點(diǎn)出發(fā)建立了輻射機(jī)模型,證明了Petela黑體輻射?公式的有效性。基于輻射等效溫度的概念,通過(guò)建立無(wú)限分級(jí)卡諾熱機(jī)模型,提出了積分形式的單色光子?表達(dá)式;同時(shí)給出了等效溫度與輻射波長(zhǎng)之間的近似關(guān)系。最后,利用無(wú)限分級(jí)卡諾熱機(jī)模型討論了單色光子的熵,并給出了積分形式的光子熵的表達(dá)式。并驗(yàn)證了單色光子的熵和?之間滿足熱力學(xué)關(guān)系,可以反映輻射能和熱能之間的差異。詳細(xì)總結(jié)灰氣體加權(quán)(WSGG)模型的開發(fā)理論及步驟,并改良WSGG模型結(jié)構(gòu)使其能夠兼容更寬壓力范圍的參數(shù)。以EM2C實(shí)驗(yàn)室的統(tǒng)計(jì)窄譜帶(SNB)模型作為基準(zhǔn),開發(fā)出適用三種典型壓力條件下的富氧燃燒特性的WSGG模型系數(shù)。將該改進(jìn)模型同時(shí)應(yīng)用于一維和二維算例,以驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)改進(jìn)模型的結(jié)果與基準(zhǔn)模型的結(jié)果非常吻合,從而說(shuō)明改進(jìn)模型的合理性。在此基礎(chǔ)上,又進(jìn)一步開發(fā)了適應(yīng)更寬參數(shù)范圍H2O/CO2混合氣氛的改良WSGG輻射模型參數(shù),新模型可適用于0.1-3 Mpa范圍,其溫度范圍為500-2500K,行程長(zhǎng)度為0.001-60 m,H2O/CO2摩爾比范圍為0.125-4。新的WSGG模型可適應(yīng)多種燃料以及多數(shù)燃燒設(shè)備的燃燒條件。此外,還基于新模型深層次地研究壓力對(duì)混合氣體輻射傳熱的影響。發(fā)現(xiàn)在高壓條件下,新的WSGG模型計(jì)算的混合氣體發(fā)射結(jié)果與基準(zhǔn)模型結(jié)果吻合較好,一維算例在1 m行程長(zhǎng)度下的平均源項(xiàng)誤差最大不超過(guò)4%,平均熱流誤差最大值僅在3%左右;鑒于常壓下WSGG模型則不能取得很好效果,因此寬范圍新模型的建立是很有意義的。研究還發(fā)現(xiàn)在一定的壓力范圍內(nèi),壓力增大能增強(qiáng)H2O/CO2混合氣體的輻射換熱,存在一個(gè)強(qiáng)化混合煙氣輻射換熱的最佳的壓力。同時(shí),壓力對(duì)低H2O/CO2摩爾比值混合煙氣輻射強(qiáng)度影響更大?;跓崃W(xué)第二定律,將單色輻射光子可用能理論與輻射傳遞方程相結(jié)合,建立了基于熱力學(xué)第二定律的單色輻射熵及輻射?傳遞方程,可用來(lái)更加合理準(zhǔn)確的計(jì)算及分析單色光譜輻射傳遞過(guò)程中的能量品質(zhì)及變化,通過(guò)理論及數(shù)值驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)輻射熵與輻射?傳遞計(jì)算之間符合熱力學(xué)規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)構(gòu)建一維爐膛燃燒介質(zhì)輻射算例,計(jì)算燃燒介質(zhì)輻射能量特征。探究溫度,氣體摩爾比,壓力,行程長(zhǎng)度以及顆粒粒子數(shù)密度等參數(shù)對(duì)光譜輻射能及光譜輻射?比例分布的影響。結(jié)果表明,在各個(gè)工況條件下,光譜輻射能量占比特征與光譜?占比特征一致,可以使用光譜能量的分布特征來(lái)預(yù)測(cè)光譜?的分布特征。影響輻射能量光譜分布特征的主要參數(shù)是溫度?;诟脑斓墓苁綘t燃燒平臺(tái),對(duì)煤粉富氧燃燒輻射能流特征進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。探究了溫度,氧氣濃度,氣氛以及煤種等因素對(duì)輻射能流特性的影響,并基于本文開發(fā)的輻射熱力學(xué)理論探究輻射?規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)溫度及氧濃度的增大使得煤粉燃燒的輻射功率增大,波長(zhǎng)4.1μm以下的短波段輻射占比增加,而溫度的影響更明顯。輻射?功率的變化趨勢(shì)與輻射功率基本一致。煤種及氧濃度對(duì)?能比的影響不太大,主要因素是溫度。而通過(guò)構(gòu)建一維算例能夠預(yù)測(cè)光譜能量占比。基于自行搭建的平焰燃燒器實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)驗(yàn)研究了半焦射流火焰的光譜輻射能量特征,并基于輻射熱力學(xué)理論研究了輻射?分布規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)高溫及高氧濃度直接增強(qiáng)輻射強(qiáng)度。其他條件不變的情況下,O2/CO2氣氛中輻射強(qiáng)度較低。平焰燃燒器實(shí)驗(yàn)中不同工況下能量比例分布基本符合灰體分布規(guī)律,1400°C左右,1.1-3μm波段輻射占比達(dá)60%,可通過(guò)構(gòu)建一維算例預(yù)測(cè)。不同工況的輻射?比例分布結(jié)果與輻射能量比例分布結(jié)果類似?;谥性囋囼?yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,固體燃料純氧燃燒產(chǎn)生類似于灰體的光譜。計(jì)算獲得的光譜輻射?較大并與光譜輻射能分布特征相似。純氧燃燒可產(chǎn)生2000 K以上的高溫,具有極高的能量品質(zhì)。該溫度下由于傳統(tǒng)的熱力循環(huán)最高參數(shù)的限制則造成較大程度能量品質(zhì)損失,光熱能量分級(jí)利用的思路對(duì)純氧高溫燃燒更加關(guān)鍵。最后在總結(jié)燃燒光熱能量分級(jí)利用的理論及原則的基礎(chǔ)上構(gòu)筑了直接利用火焰能量的富氧燃燒光熱能量分級(jí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng),以及基于光譜調(diào)節(jié)的富氧燃燒熱光伏-布雷頓-朗肯聯(lián)合循環(huán)光熱能量分級(jí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(TBRC)。對(duì)于直接利用火焰能量的富氧燃燒光熱能量分級(jí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng),通過(guò)建立熱力學(xué)分析模型并基于富氧燃燒輻射能量特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的性能。模擬結(jié)果表明相比不添加光伏裝置的基本朗肯循環(huán),理想條件下,隨著光伏比例的增加能夠提高系統(tǒng)效率約13個(gè)百分點(diǎn)。新系統(tǒng)中鍋爐?損(60%左右)遠(yuǎn)大于朗肯循環(huán)(7%左右),光伏板的加入主要降低了鍋爐傳熱?損,從而降低系統(tǒng)?損,提高系統(tǒng)效率。直接利用火焰能量的富氧燃燒光熱能量分級(jí)利用系統(tǒng)中,對(duì)于不同燃煤,使用無(wú)煙煤與煙煤系統(tǒng)效率較高,而褐煤最差?;诠庾V調(diào)節(jié)的富氧燃燒光熱能量系統(tǒng)(TBRC),使用熱光伏裝置來(lái)對(duì)燃燒輻射能量進(jìn)行光譜調(diào)節(jié),從而進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化。通過(guò)構(gòu)建熱光伏,布雷頓朗肯聯(lián)合循環(huán)等子系統(tǒng)模型,對(duì)150 kW小系統(tǒng)進(jìn)行模擬分析研究。結(jié)過(guò)表明該系統(tǒng)效率相比同容量熱動(dòng)力循環(huán)可提高20個(gè)百分點(diǎn)。21%O2/N2燃燒氣氛條件下的系統(tǒng)最佳功率接近于30%O2/CO2左右的條件的功率;氧氣濃度對(duì)系統(tǒng)功率的影響在O2/CO2燃燒氣氛下更大一些?;?80 MW的高參數(shù)高效率燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng)所構(gòu)筑的富氧燃燒光熱能量分級(jí)系統(tǒng)在純氧燃燒條件下理論最高效率可達(dá)86%,相比于空氣燃燒的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組提高了26個(gè)百分點(diǎn),這體現(xiàn)了富氧燃燒光熱能量分級(jí)利用系統(tǒng)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
鄭志偉[9](2019)在《瞬態(tài)火焰與壁面相互作用的研究》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理在受限空間內(nèi),例如發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi),火焰撞壁現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生而且該過(guò)程是不可避免的?;鹧媾c壁面間的相互對(duì)燃油的蒸發(fā)混合,火焰的擴(kuò)散有關(guān)鍵的影響,從而會(huì)進(jìn)一步影響發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的燃燒過(guò)程及排放過(guò)程。目前隨著發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)燃燒技術(shù)的不斷發(fā)展,濕壁現(xiàn)象在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室同樣不可壁免,相比于火焰與壁面相互作用,火焰與濕壁間的相互作用同樣是值得重視的。為了解火焰與干濕壁面間的相互作用,本文采用高速紋影法及自發(fā)光成像的方法對(duì)甲烷瞬態(tài)火焰與干濕壁面間的相互作用進(jìn)行了相關(guān)研究。首先,采用高速紋影法對(duì)甲烷瞬態(tài)火焰與干濕壁面相互作用過(guò)程中火焰形貌發(fā)展過(guò)程及影響因素進(jìn)行記錄并分析。重點(diǎn)探究了火焰與壁面相互作用過(guò)程中火焰伸展半徑及火焰厚度的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),壁面高度,燃料流速及壁面干濕條件對(duì)火焰與壁面相互作用過(guò)程中火焰伸展半徑和火焰厚度均有一定影響。之后,使用ICCD相機(jī)對(duì)火焰自發(fā)光及羥基自發(fā)光情況進(jìn)行了拍攝,并探討了壁面高度,燃料流速及壁面干濕條件對(duì)甲烷瞬態(tài)火焰與壁面相互作用過(guò)程中火焰自發(fā)光亮度及羥基分布的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)火焰自發(fā)光強(qiáng)度受壁面高度、燃料流速及壁面干濕條件的影響。壁面高度升高時(shí),火焰與壁面相互作用過(guò)程中火焰自發(fā)光亮度有明顯的降低,同時(shí)火焰明亮部分面積縮小,且向壁面方向移動(dòng)。當(dāng)流速改變時(shí),自發(fā)光亮度有所提高。壁面干濕條件的變化同樣會(huì)影響火焰自發(fā)光亮度情況。相較于干壁面,濕壁條件下,火焰亮度具有明顯的提升,并且不同的濕壁條件對(duì)火焰自發(fā)光亮度影響情況不同。(2)羥基分布情況受壁面高度,燃料流速及壁面干濕條件的影響。隨著壁面高度增加,羥基峰值向靠近壁面方向移動(dòng),在火焰前鋒處,燃料充分燃燒,燃燒程度較高,羥基分布較多。流速的增加能夠使羥基分布向壁面方向移動(dòng),同時(shí)濃度增加。壁面干濕條件對(duì)羥基分布的影響主要體現(xiàn)在近壁區(qū)域的分布,同時(shí)油膜厚度及種類也會(huì)對(duì)羥基分布造成一定影響。最后,探究了不同壁面高度,燃料流速及壁面條件下,火焰與壁面相互作用時(shí)火焰淬熄距離。結(jié)果發(fā)現(xiàn),火焰淬熄距離受壁面高度及其他因素的綜合影響,火焰淬熄距離與燃料流速是呈正相關(guān)的。壁面條件對(duì)火焰淬熄距離存在一定影響,油膜厚度的差異也會(huì)對(duì)火焰淬熄距離造成影響,但是不同的油膜種類在相同的厚度情況下,火焰淬熄距離相差不大。
李明杰[10](2019)在《彌散介質(zhì)條件下對(duì)稱與非對(duì)稱火焰參數(shù)多波長(zhǎng)重建的數(shù)值研究》文中研究指明環(huán)境污染是世界各國(guó)都需面臨的重大問(wèn)題,化石燃料的大量燃燒不僅造成了環(huán)境中碳排放的總量居高不下,還導(dǎo)致了嚴(yán)重的大氣污染,其燃燒顆粒產(chǎn)物更是可吸入顆粒物的主要來(lái)源之一。對(duì)火焰溫度場(chǎng)、顆粒濃度場(chǎng)以及顆粒輻射參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量是實(shí)現(xiàn)燃燒診斷進(jìn)而精確控制燃燒過(guò)程的重要一環(huán)。然而,由于燃燒產(chǎn)物中不同粒徑大小的彌散顆粒(煙黑、炭粒等)的存在,這些輻射參與性介質(zhì)會(huì)對(duì)火焰發(fā)出的輻射能產(chǎn)生衰減作用,進(jìn)而對(duì)溫度場(chǎng)造成影響,因此在考慮介質(zhì)彌散特性的前提下,開展高精度的火焰參數(shù)測(cè)量研究十分必要,這對(duì)于提高用能設(shè)備的燃燒效率,降低燃燒污染物排放均有重要意義。對(duì)燃燒顆粒污染物輻射特性的研究,尤其是對(duì)煙黑顆粒的研究是國(guó)際輻射傳熱領(lǐng)域的熱點(diǎn)。煙黑顆粒在燃燒中會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光波段的輻射能,而基于輻射圖像的層析重建技術(shù)能將該輻射能作為輸入信號(hào),通過(guò)合適的重建算法就能對(duì)火焰關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確反演測(cè)量,具有高精度、高維度、可實(shí)時(shí)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。然而,截至目前,該技術(shù)仍存在以下問(wèn)題尚未解決:第一,彌散介質(zhì)的吸收特性對(duì)火焰輻射場(chǎng)有重要影響。而當(dāng)前基于煙黑自吸收條件下的重建算法缺乏對(duì)火焰輻射多波長(zhǎng)信息的支持,且過(guò)多的簡(jiǎn)化條件限制了其在高顆粒濃度條件下的測(cè)量精度。第二,對(duì)于煤粉類火焰而言,顆粒散射的作用受顆粒粒徑尺寸和波長(zhǎng)兩方面的影響而不能簡(jiǎn)單的被忽略。吸收系數(shù)、散射系數(shù)作為表征顆粒輻射特性的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù),其傳統(tǒng)意義上的求解是在已知顆粒物性參數(shù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)Mie理論直接計(jì)算獲得。然而,這些彌散介質(zhì)輻射參數(shù)與火焰溫度、顆粒粒徑分布、顆粒數(shù)密度都密切相關(guān),其中,對(duì)顆粒粒徑分布、顆粒數(shù)密度本身的求解就是尚未攻破的難題,因此,通過(guò)直接應(yīng)用Mie散射理論求解難以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。第三,實(shí)際中的火焰往往是非對(duì)稱的,而傳統(tǒng)重建算法對(duì)于非對(duì)稱火焰的重建精度和速度都存在明顯不足,這也限制了現(xiàn)有的測(cè)量技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)展。針對(duì)以上問(wèn)題,本文首先建立了包含介質(zhì)發(fā)射、吸收、無(wú)散射條件下的發(fā)射層析重建模型,通過(guò)結(jié)合非迭代最小二乘Tikhonov正則化算法和多波長(zhǎng)解耦算法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)軸對(duì)稱模擬火焰溫度和煙黑體積濃度的高精度重建。研究結(jié)果表明,將多光譜解耦技術(shù)與煙黑自吸收模型相結(jié)合,可以使重建精度大幅提高,在相對(duì)噪聲為5%的條件下,重建的火焰溫度和煙黑積濃度的均方差分別為0.15%和4.91%,高于傳統(tǒng)雙色法的精度。在此基礎(chǔ)上,本文又重點(diǎn)研究了散射系數(shù)逆向重建方法,構(gòu)建了用于重建各向異性散射火焰的非均勻溫度、散射系數(shù)的重建算法,引入了基于廣義源項(xiàng)多流的思想,通過(guò)建立煙黑輻射系數(shù)與物性參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)聯(lián),完成了對(duì)散射系數(shù)的逆向重建。第三,針對(duì)傳統(tǒng)算法在有限角度下重建非對(duì)稱多峰火焰時(shí)存在的重建精度低、速度慢的缺陷,本文建立了基于粒子群算法優(yōu)化權(quán)重參數(shù)的先驗(yàn)ARTTV算法,利用非對(duì)稱輻射源項(xiàng)測(cè)試了所提出算法的重建性能,結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的重建算法相比,ARTTV-PSO算法對(duì)于多峰非對(duì)稱火焰的反演精度優(yōu)于ART、SART、正則化、LSQR等傳統(tǒng)算法,兩者之間的精度有1%-10%的差距。另一方面,為了改善迭代類算法重建速度慢的問(wèn)題,本文利用ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對(duì)ARTTV-PSO算法的性能實(shí)施擬合逼近以提高算法的重建速度。由仿真結(jié)果可知,基于“ARTTV-PSO內(nèi)核”的ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與原始ARTTV-PSO算法幾乎具有相同的重建性能,但其重建速度比ARTTV-PSO算法提高了約300倍。本文的研究從彌散介質(zhì)的輻射特性入手,對(duì)火焰參數(shù)的重建算法進(jìn)行了深入研究,同時(shí)針對(duì)非對(duì)稱火焰目標(biāo),提出了兼顧重建精度與重建速度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,這些技術(shù)為實(shí)際工業(yè)火焰的在線測(cè)量提供了行之有效的方案。
二、Experimental Study on Measurement of Flame Temperature Distribution Using the Two-Color Method(論文開題報(bào)告)
(1)論文研究背景及目的
此處內(nèi)容要求:
首先簡(jiǎn)單簡(jiǎn)介論文所研究問(wèn)題的基本概念和背景,再而簡(jiǎn)單明了地指出論文所要研究解決的具體問(wèn)題,并提出你的論文準(zhǔn)備的觀點(diǎn)或解決方法。
寫法范例:
本文主要提出一款精簡(jiǎn)64位RISC處理器存儲(chǔ)管理單元結(jié)構(gòu)并詳細(xì)分析其設(shè)計(jì)過(guò)程。在該MMU結(jié)構(gòu)中,TLB采用叁個(gè)分離的TLB,TLB采用基于內(nèi)容查找的相聯(lián)存儲(chǔ)器并行查找,支持粗粒度為64KB和細(xì)粒度為4KB兩種頁(yè)面大小,采用多級(jí)分層頁(yè)表結(jié)構(gòu)映射地址空間,并詳細(xì)論述了四級(jí)頁(yè)表轉(zhuǎn)換過(guò)程,TLB結(jié)構(gòu)組織等。該MMU結(jié)構(gòu)將作為該處理器存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要組成部分。
(2)本文研究方法
調(diào)查法:該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關(guān)研究對(duì)象的具體信息。
觀察法:用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對(duì)象從而得到有關(guān)信息。
實(shí)驗(yàn)法:通過(guò)主支變革、控制研究對(duì)象來(lái)發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)事物間的因果關(guān)系。
文獻(xiàn)研究法:通過(guò)調(diào)查文獻(xiàn)來(lái)獲得資料,從而全面的、正確的了解掌握研究方法。
實(shí)證研究法:依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和實(shí)踐的需要提出設(shè)計(jì)。
定性分析法:對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行“質(zhì)”的方面的研究,這個(gè)方法需要計(jì)算的數(shù)據(jù)較少。
定量分析法:通過(guò)具體的數(shù)字,使人們對(duì)研究對(duì)象的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步精確化。
跨學(xué)科研究法:運(yùn)用多學(xué)科的理論、方法和成果從整體上對(duì)某一課題進(jìn)行研究。
功能分析法:這是社會(huì)科學(xué)用來(lái)分析社會(huì)現(xiàn)象的一種方法,從某一功能出發(fā)研究多個(gè)方面的影響。
模擬法:通過(guò)創(chuàng)設(shè)一個(gè)與原型相似的模型來(lái)間接研究原型某種特性的一種形容方法。
三、Experimental Study on Measurement of Flame Temperature Distribution Using the Two-Color Method(論文提綱范文)
(1)基于光學(xué)診斷的煤與生物質(zhì)顆?;旌现鸺叭紵匦匝芯浚ㄕ撐奶峋V范文)
致謝 |
摘要 |
Abstract |
1 緒論 |
1.1 引言 |
1.2 煤及生物質(zhì)顆粒燃燒特性實(shí)驗(yàn)方法 |
1.3 煤、生物質(zhì)顆粒脫揮發(fā)分及著火機(jī)理研究 |
1.4 煤粉顆粒群湍流燃燒光學(xué)診斷研究 |
1.5 煤與生物質(zhì)混合燃燒特性研究 |
1.6 煤及生物質(zhì)燃燒過(guò)程中堿金屬釋放及催化燃燒特性研究 |
1.7 氣體預(yù)熱及氮?dú)馓砑訉?duì)燃料燃燒中碳煙生成特性的影響 |
1.8 本文研究結(jié)構(gòu)及內(nèi)容 |
2 試驗(yàn)儀器及所用燃料特性 |
2.1 煤及生物質(zhì)顆粒射流燃燒平臺(tái) |
2.1.1 Hencken型平面火焰燃燒器及高溫加熱爐 |
2.1.2 給粉器 |
2.2 光學(xué)測(cè)量?jī)x器 |
2.2.1 Nd:YAG激光器 |
2.2.2 染料激光器 |
2.2.3 相機(jī)和光譜儀 |
2.2.4 電子通信設(shè)備 |
2.3 離線化學(xué)分析儀器 |
2.3.1 熱重分析儀 |
2.3.2 堿金屬含量分析儀器 |
2.4 所用燃料特性 |
3 煤及生物質(zhì)單顆粒的著火和燃燒特性研究 |
3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法介紹 |
3.2 基于自發(fā)光信號(hào)的煤及生物質(zhì)單顆粒著火和燃燒過(guò)程分析 |
3.2.1 煤及生物質(zhì)單顆粒燃燒的自發(fā)光光譜特性分析 |
3.2.2 單顆粒著火和燃燒過(guò)程的時(shí)間分辨及光譜分辨圖像分析 |
3.3 煤及生物質(zhì)單顆粒著火、燃燒特性研究 |
3.3.1 煤及生物質(zhì)燃燒的熱重分析 |
3.3.2 常規(guī)(N_2/O_2)及富氧(CO_2/O_2)氣氛下單顆粒的著火、燃燒特性 |
3.3.3 煙氣溫度、氧含量及顆粒粒徑對(duì)單顆粒著火、燃燒特性的影響 |
3.4 本章小結(jié) |
4 煤與生物質(zhì)顆粒群的著火及燃燒特性研究 |
4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法介紹 |
4.1.1 光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)介紹 |
4.1.2 火焰圖像處理方法 |
4.1.3 實(shí)驗(yàn)工況設(shè)定 |
4.2 煤粉顆粒群著火和燃燒特性研究 |
4.2.1 不同雷諾數(shù)條件下煤粉顆粒群的著火及火焰結(jié)構(gòu) |
4.2.2 溫度對(duì)顆粒群著火、燃燒特性的影響 |
4.2.3 一次風(fēng)氧含量對(duì)顆粒群著火、燃燒特性的影響 |
4.2.4 環(huán)境氧含量對(duì)顆粒群著火、燃燒特性的影響 |
4.3 煤與生物質(zhì)混合燃料著火和燃燒特性研究 |
4.3.1 生物質(zhì)摻混比例對(duì)顆粒群著火及燃燒特性的影響 |
4.3.2 不同氣流條件下的混合燃料著火、燃燒特性 |
4.3.3 煤與生物質(zhì)混燃的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性分析 |
4.4 本章小結(jié) |
5 煤及生物質(zhì)燃燒過(guò)程中堿金屬的析出及催化燃燒特性研究 |
5.1 煤及生物質(zhì)單顆粒燃燒過(guò)程中堿金屬的析出特性研究 |
5.1.1 燃料中堿金屬賦存形態(tài)及含量分析 |
5.1.2 單顆粒燃燒中堿金屬的析出過(guò)程分析 |
5.1.3 生物質(zhì)單顆粒燃燒中不同賦存形態(tài)的堿金屬的析出特性 |
5.1.4 溫度及氧含量對(duì)堿金屬析出特性的影響 |
5.2 堿金屬催化顆粒燃燒特性研究 |
5.2.1 不同賦存形態(tài)的堿金屬對(duì)單顆粒燃燒特性的影響 |
5.2.2 堿金屬催化燃燒的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性分析 |
5.3 本章小結(jié) |
6 氣體預(yù)熱及氮?dú)馓砑訉?duì)火焰中碳煙生成的影響機(jī)制研究 |
6.1 碳煙火焰燃燒系統(tǒng)及光學(xué)測(cè)量系統(tǒng) |
6.1.1 氣體預(yù)熱型燃燒器及火焰工況設(shè)置 |
6.1.2 LII測(cè)量系統(tǒng) |
6.1.3 碳煙濃度消光法標(biāo)定 |
6.1.4 碳煙顆粒溫度的雙色法測(cè)量 |
6.2 不同氣體預(yù)熱溫度工況中碳煙火焰的自發(fā)光圖像分析 |
6.3 氣體預(yù)熱溫度對(duì)碳煙顆粒生成的影響 |
6.3.1 碳煙體積濃度二維分布 |
6.3.2 碳煙生成速率及生成量分析 |
6.3.3 碳煙顆粒溫度分布 |
6.3.4 各類型火焰中碳煙生成的全局活化能 |
6.4 添加氮?dú)庖种铺紵熒傻挠绊憴C(jī)制 |
6.5 本章小結(jié) |
7 全文總結(jié)與展望 |
7.1 主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論 |
7.2 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) |
7.3 未來(lái)工作展望 |
參考文獻(xiàn) |
作者簡(jiǎn)歷 |
(2)基于自發(fā)輻射分析的被動(dòng)式燃燒診斷技術(shù)研究進(jìn)展(論文提綱范文)
0 引言 |
1 火焰發(fā)射光譜技術(shù) |
1.1 火焰發(fā)射光譜原理 |
1.2 定性分析 |
1.3 定量計(jì)算 |
1.3.1 溫度 |
1.3.2 組分體積分?jǐn)?shù) |
2 火焰圖像處理技術(shù) |
2.1 火焰圖像檢測(cè) |
2.2 定性分析 |
2.2.1 射流擴(kuò)散火焰的火焰形狀 |
2.2.2 射流擴(kuò)散火焰的脈動(dòng)特性 |
2.2.3 煤粉射流火焰的著火參數(shù) |
2.3 定量計(jì)算 |
2.3.1 火焰圖像的輻射標(biāo)定 |
2.3.2 火焰溫度圖像 |
3 熱輻射成像技術(shù) |
3.1 基本原理 |
3.2 三維溫度場(chǎng)可視化重建 |
3.3 溫度分布與介質(zhì)輻射參數(shù)(體積分?jǐn)?shù))同時(shí)重建 |
4 發(fā)展和應(yīng)用 |
4.1 自發(fā)輻射燃燒診斷技術(shù)的發(fā)展 |
4.1.1 更豐富的檢測(cè)信號(hào) |
4.1.2 更高的檢測(cè)分辨率及精度 |
4.1.3 更多的檢測(cè)結(jié)果 |
4.2 自發(fā)輻射燃燒診斷技術(shù)的應(yīng)用 |
5 結(jié)論 |
(3)船用柴油機(jī)缸內(nèi)火焰燃燒瞬態(tài)溫度場(chǎng)分布特性研究(論文提綱范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 緒論 |
1.1 課題的研究背景 |
1.2 內(nèi)燃機(jī)燃燒可視化試驗(yàn)裝置研究現(xiàn)狀 |
1.2.1 定容燃燒彈系統(tǒng) |
1.2.2 快速壓縮機(jī) |
1.2.3 光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī) |
1.3 內(nèi)燃機(jī)燃燒火焰溫度相關(guān)測(cè)試技術(shù) |
1.3.1 接觸式測(cè)溫技術(shù) |
1.3.2 非接觸式測(cè)溫技術(shù) |
1.4 本文研究意義及主要內(nèi)容 |
1.4.1 本文研究意義 |
1.4.2 本文研究主要內(nèi)容 |
第2章 雙色法原理及試驗(yàn)系統(tǒng)介紹 |
2.1 雙色法原理 |
2.2 基于雙色法原理的誤差分析 |
2.2.1 火焰中化學(xué)發(fā)光的影響 |
2.2.2 火焰與環(huán)境氣體溫差的影響 |
2.2.3 光軸方向上溫度和碳煙濃度不均勻的影響 |
2.2.4 碳煙透光率和壁面反射的影響 |
2.2.5 公式推導(dǎo)誤差 |
2.3 試驗(yàn)系統(tǒng) |
2.3.1 單缸機(jī)系統(tǒng) |
2.3.2 內(nèi)窺鏡及高速攝影系統(tǒng) |
2.3.3 控制系統(tǒng) |
2.3.4 排放測(cè)試系統(tǒng) |
2.4 試驗(yàn)工況 |
2.5 本章小結(jié) |
第3章 試驗(yàn)標(biāo)定和圖像處理及矯正 |
3.1 試驗(yàn)標(biāo)定 |
3.1.1 標(biāo)定裝置及流程 |
3.1.2 標(biāo)定曲線 |
3.2 圖像處理 |
3.2.1 圖像處理算法 |
3.2.2 圖像處理程序軟件 |
3.3 圖像矯正 |
3.3.1 相機(jī)內(nèi)參和外參 |
3.3.2 相機(jī)標(biāo)定 |
3.4 試驗(yàn)誤差分析 |
3.4.1 光強(qiáng)信號(hào)數(shù)字化的誤差 |
3.4.2 雙色法固定波長(zhǎng)的誤差 |
3.4.3 標(biāo)定板平放于活塞的誤差 |
3.4.4 圖像飽和點(diǎn)的誤差 |
3.4.5 擬合標(biāo)定曲線的誤差 |
3.5 本章小結(jié) |
第4章 單缸機(jī)火焰燃燒特性分析 |
4.1 火焰宏觀結(jié)構(gòu)分析 |
4.2 柴油燃燒火焰溫度場(chǎng)分析 |
4.3 柴油燃燒碳煙濃度場(chǎng)分析 |
4.4 缸內(nèi)壓力和燃燒放熱率分析 |
4.5 柴油燃燒特性分析 |
4.5.1 柴油燃燒火焰面積發(fā)展分析 |
4.5.2 排放特性分析 |
4.6 本章小結(jié) |
第5章 總結(jié)與展望 |
5.1 全文總結(jié) |
5.2 展望 |
參考文獻(xiàn) |
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果 |
致謝 |
附錄 |
(4)光場(chǎng)層析成像火焰三維溫度場(chǎng)測(cè)量方法與系統(tǒng)研究(論文提綱范文)
摘要 |
Abstract |
主要符號(hào)表 |
第一章 緒論 |
1.1 課題研究背景及意義 |
1.2 火焰溫度測(cè)量技術(shù)的研究現(xiàn)狀 |
1.2.1 接觸式測(cè)溫法 |
1.2.2 非接觸式測(cè)溫法 |
1.3 輻射法火焰溫度測(cè)量技術(shù) |
1.3.1 火焰輻射測(cè)溫原理 |
1.3.2 輻射成像溫度測(cè)量技術(shù) |
1.3.3 光場(chǎng)成像火焰溫度測(cè)量技術(shù) |
1.3.4 光場(chǎng)成像火焰溫度測(cè)量技術(shù)存在的問(wèn)題 |
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu) |
第二章 火焰輻射光場(chǎng)成像原理與光線采樣特性研究 |
2.1 火焰輻射光場(chǎng)成像過(guò)程 |
2.1.1 火焰輻射光場(chǎng)成像原理 |
2.1.2 光場(chǎng)逆向追跡模型 |
2.2 火焰輻射的光場(chǎng)采樣特性 |
2.2.1 表征光線 |
2.2.2 方向采樣 |
2.2.3 空間采樣 |
2.3 光場(chǎng)采樣特性的影響分析 |
2.3.1 像素與火焰位置 |
2.3.2 微透鏡放大率 |
2.3.3 微透鏡焦距 |
2.3.4 主鏡頭放大率 |
2.3.5 主鏡頭焦距 |
2.4 光場(chǎng)采樣優(yōu)化及火焰溫度體重建 |
2.4.1 光場(chǎng)相機(jī)輻射采樣性能優(yōu)化 |
2.4.2 火焰溫度場(chǎng)三維體重建 |
2.5 本章小結(jié) |
第三章 光場(chǎng)層析成像火焰三維溫度場(chǎng)重建方法研究 |
3.1 火焰三維溫度場(chǎng)的光場(chǎng)層析成像原理 |
3.2 光場(chǎng)重聚焦圖像的等效性分析 |
3.2.1 火焰輻射光線傳輸過(guò)程的數(shù)學(xué)模型 |
3.2.2 光場(chǎng)重聚焦成像的數(shù)學(xué)模型 |
3.2.3 傳統(tǒng)相機(jī)成像過(guò)程的數(shù)學(xué)模型 |
3.2.4 等效性分析 |
3.3 光場(chǎng)層析成像三維溫度場(chǎng)測(cè)量方法 |
3.3.1 光場(chǎng)重聚焦方法 |
3.3.2 光學(xué)分層成像算法 |
3.3.3 輻射測(cè)溫方法 |
3.4 本章小結(jié) |
第四章 火焰三維溫度場(chǎng)光場(chǎng)層析重建的空間分辨率研究 |
4.1 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)與重建空間分辨率 |
4.1.1 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù) |
4.1.2 深度分辨率 |
4.1.3 橫向分辨率 |
4.2 火焰三維溫度場(chǎng)光場(chǎng)層析重建 |
4.2.1 模擬條件設(shè)置 |
4.2.2 光場(chǎng)層析重建與點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的關(guān)系 |
4.3 光場(chǎng)相機(jī)參數(shù)對(duì)重建空間分辨率的影響 |
4.3.1 不同光場(chǎng)相機(jī)的重建空間分辨率分析 |
4.3.2 重建空間分辨率的優(yōu)化 |
4.4 火焰重建的其他影響因素 |
4.5 本章小結(jié) |
第五章 光場(chǎng)層析成像火焰三維溫度場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)研究 |
5.1 籠式光場(chǎng)相機(jī)設(shè)計(jì) |
5.1.1 總體設(shè)計(jì) |
5.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) |
5.1.3 組裝與調(diào)試 |
5.1.4 圖像校正 |
5.2 籠式光場(chǎng)相機(jī)成像性能評(píng)價(jià) |
5.2.1 裝配精度檢測(cè) |
5.2.2 籠式光場(chǎng)相機(jī)畸變特性 |
5.2.3 圖像傳感器噪聲 |
5.2.4 圖像傳感器的線性度 |
5.3 光場(chǎng)層析成像火焰三維溫度場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng) |
5.3.1 系統(tǒng)基本組件 |
5.3.2 系統(tǒng)功能測(cè)試 |
5.4 測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)標(biāo)定 |
5.4.1 重聚焦深度標(biāo)定 |
5.4.2 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)標(biāo)定 |
5.4.3 輻射強(qiáng)度標(biāo)定 |
5.5 本章小結(jié) |
第六章 光場(chǎng)層析成像火焰三維溫度場(chǎng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)研究 |
6.1 乙烯擴(kuò)散火焰溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及裝置 |
6.1.1 乙烯擴(kuò)散燃燒實(shí)驗(yàn)裝置 |
6.1.2 熱電偶火焰溫度測(cè)量 |
6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論 |
6.2.1 層流火焰 |
6.2.2 雙峰火焰 |
6.2.3 湍流脈動(dòng)火焰 |
6.3 本章小結(jié) |
第七章 基于光場(chǎng)層析成像的高溫氣固兩相流溫度、速度測(cè)量實(shí)驗(yàn) |
7.1 引言 |
7.2 測(cè)量方法的改進(jìn)與驗(yàn)證 |
7.2.1 高溫顆粒的溫度測(cè)量 |
7.2.2 飛行速度測(cè)量 |
7.2.3 小球下落的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) |
7.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及裝置 |
7.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論 |
7.4.1 單個(gè)高溫金屬顆粒的溫度變化 |
7.4.2 高溫金屬顆粒的溫度-速度分布 |
7.5 本章小結(jié) |
第八章 總結(jié)與展望 |
8.1 論文的主要結(jié)論 |
8.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn) |
8.3 展望與建議 |
參考文獻(xiàn) |
研究成果 |
致謝 |
(5)內(nèi)燃機(jī)光學(xué)診斷試驗(yàn)平臺(tái)和測(cè)試方法綜述(論文提綱范文)
0 引言 |
1 試驗(yàn)平臺(tái) |
1.1 定容燃燒彈 |
1.1.1 點(diǎn)燃式定容燃燒彈 |
1.1.2 預(yù)燃加熱式定容燃燒彈 |
1.1.3 內(nèi)部加熱式定容燃燒彈 |
1.1.4 流動(dòng)加熱式定容燃燒彈 |
1.2 快速壓縮機(jī) |
1.3 光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī) |
2 測(cè)試方法 |
2.1 紋影法 |
2.2 雙色法 |
2.3 消光法 |
2.4 折射率匹配法 |
2.5 粒子圖像測(cè)速 |
2.6 激光誘導(dǎo)熒光法 |
2.6.1 激光誘導(dǎo)熒光法基本原理 |
2.6.2 復(fù)合誘導(dǎo)熒光原理 |
2.6.3 部分特殊的LIF特性和相關(guān)技術(shù) |
2.6.4 常用熒光物質(zhì)和激光波長(zhǎng)組合 |
2.6.5 激光誘導(dǎo)熒光法的典型應(yīng)用 |
2.6.5. 1 混合氣測(cè)量 |
2.6.5. 2 燃燒產(chǎn)物測(cè)量 |
2.6.5. 3 溫度測(cè)量 |
2.6.5. 4 復(fù)合誘導(dǎo)熒光法噴霧測(cè)量 |
2.6.5. 5 油膜測(cè)量 |
2.7 激光誘導(dǎo)熾光法 |
2.8 相位多普勒粒子測(cè)試 |
3 總結(jié)與展望 |
(6)激光誘導(dǎo)熾光法測(cè)量燃燒中碳煙的仿真與實(shí)驗(yàn)研究(論文提綱范文)
摘要 |
abstract |
主要符號(hào)對(duì)照表 |
第1章 緒論 |
1.1 引言 |
1.2 碳煙的光學(xué)測(cè)試方法概述 |
1.2.1 消光法 |
1.2.2 雙色法 |
1.2.3 激光誘導(dǎo)熾光法 |
1.3 LII測(cè)量碳煙的研究現(xiàn)狀 |
1.4 乙醇對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)微粒排放影響的研究現(xiàn)狀 |
1.5 GDI汽油機(jī)缸內(nèi)碳煙生成特性的研究現(xiàn)狀 |
1.6 本文的研究?jī)?nèi)容與意義 |
第2章 基于雙色法的激光誘導(dǎo)熾光測(cè)量技術(shù) |
2.1 2C-LII求解碳煙體積分?jǐn)?shù)原理 |
2.2 激光誘導(dǎo)熾光模型 |
2.2.1 建立LII模型 |
2.2.2 Kock-Roth模型 |
2.2.3 Liu模型 |
2.2.4 Michelsen模型 |
2.2.5 模型討論 |
2.3 本章小結(jié) |
第3章 2C-LII碳煙濃度定量測(cè)試方法的有效性驗(yàn)證 |
3.1 燃燒器裝置系統(tǒng) |
3.1.1 燃燒器 |
3.1.2 燃料供給裝置 |
3.2 LII測(cè)試系統(tǒng) |
3.2.1 激光系統(tǒng) |
3.2.2 采集系統(tǒng) |
3.2.3 信號(hào)同步系統(tǒng) |
3.3 黑體爐標(biāo)定實(shí)驗(yàn) |
3.4 層流乙烯擴(kuò)散火焰碳煙體積分?jǐn)?shù)測(cè)量 |
3.5 本章小結(jié) |
第4章 GDI光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)碳煙濃度測(cè)量 |
4.1 光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)搭建 |
4.1.1 試驗(yàn)用發(fā)動(dòng)機(jī)及整體臺(tái)架 |
4.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣微粒測(cè)試系統(tǒng) |
4.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)及實(shí)驗(yàn)方案 |
4.3 缸內(nèi)碳煙濃度分布測(cè)量 |
4.4 排氣顆粒物測(cè)量 |
4.5 本章小結(jié) |
第5章 總結(jié)與展望 |
5.1 工作總結(jié) |
5.2 工作展望 |
參考文獻(xiàn) |
作者簡(jiǎn)介及科研成果 |
致謝 |
(7)基于自由基光譜的預(yù)混火焰溫度檢測(cè)研究(論文提綱范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 緒論 |
1.1 課題背景及研究意義 |
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 |
1.2.1 接觸式測(cè)溫 |
1.2.2 非接觸式測(cè)溫 |
1.3 本文研究?jī)?nèi)容 |
第2章 雙色法測(cè)溫機(jī)理 |
2.1 雙色法公式及適用條件 |
2.2 碳煙顆粒的生成機(jī)理 |
2.3 本章小結(jié) |
第3章 C_2~*自由基特性分析與研究 |
3.1 火焰自由基簡(jiǎn)介 |
3.2 C_2~*自由基滿足示溫粒子資格條件 |
3.3 本章小結(jié) |
第4章 基于C_2~*自由基光譜的預(yù)混氣體雙色法測(cè)溫 |
4.1 預(yù)混氣體燃燒實(shí)驗(yàn)裝置 |
4.1.1 燃燒系統(tǒng) |
4.1.2 測(cè)溫系統(tǒng) |
4.1.3 光譜系統(tǒng) |
4.2 甲烷/空氣預(yù)混燃燒火焰的雙色法測(cè)溫 |
4.2.1 熱電偶測(cè)溫補(bǔ)償與數(shù)據(jù)處理 |
4.2.2 雙色法參數(shù)修正、波段選擇及光譜數(shù)據(jù)處理 |
4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論 |
4.3 丁烷/空氣預(yù)混燃燒火焰的雙色法測(cè)溫 |
4.4 誤差分析 |
4.5 本章小結(jié) |
第5章 結(jié)論與展望 |
5.1 結(jié)論 |
5.2 展望 |
參考文獻(xiàn) |
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果 |
致謝 |
(8)基于能量利用的富氧燃燒輻射問(wèn)題與系統(tǒng)研究(論文提綱范文)
致謝 |
摘要 |
Abstract |
1 緒論 |
1.1 引言 |
1.2 富氧燃燒技術(shù) |
1.2.1 富氧燃燒技術(shù)簡(jiǎn)介 |
1.2.2 富氧燃燒基礎(chǔ)研究 |
1.3 富氧燃燒熱輻射關(guān)鍵問(wèn)題 |
1.3.1 氣體輻射特性模型 |
1.3.2 輻射熱力學(xué)研究現(xiàn)狀 |
1.3.3 富氧燃燒火焰輻射特性 |
1.4 光熱能量分級(jí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)研究 |
1.4.1 基于太陽(yáng)能的光熱能量分級(jí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng) |
1.4.2 基于燃燒熱光伏技術(shù)的光熱能量分級(jí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng) |
1.5 本文研究?jī)?nèi)容 |
2 富氧燃燒輻射熱力學(xué)理論研究 |
2.1 引言 |
2.2 黑體輻射? |
2.2.1 幾種代表觀點(diǎn) |
2.2.2 不可逆性的討論 |
2.2.3 三個(gè)公式的差異 |
2.2.4 討論黑體輻射?的輻射機(jī)模型 |
2.3 單色輻射? |
2.3.1 關(guān)于單色光子?的討論 |
2.3.2 等效溫度公式的討論 |
2.3.3 關(guān)于黑體輻射的討論 |
2.4 單色輻射熵 |
2.5 本章小結(jié) |
3 富氧燃燒氣體輻射模型開發(fā)理論 |
3.1 引言 |
3.2 非灰氣體輻射特性模型 |
3.2.1 SNB模型 |
3.2.2 WSGG模型及改進(jìn) |
3.2.3 求解耦合氣體輻射模型的輻射傳遞方程 |
3.3 灰氣體加權(quán)模型的開發(fā) |
3.3.1 改進(jìn)WSGG模型系數(shù)的擬合 |
3.3.2 典型工況下的WSGG模型 |
3.4 典型工況WSGG模型計(jì)算結(jié)果 |
3.4.1 考察工況設(shè)計(jì) |
3.4.2 結(jié)果及討論 |
3.5 本章小結(jié) |
4 富氧氣氛新型寬范圍灰氣體加權(quán)模型 |
4.1 引言 |
4.2 新型寬范圍WSGG模型 |
4.2.1 新WSGG模型 |
4.2.2 輻射傳遞方程 |
4.2.3 考察算例 |
4.3 結(jié)果與討論 |
4.3.1 發(fā)射率結(jié)果 |
4.3.2 一維算例結(jié)果 |
4.3.3 壓力對(duì)輻射傳熱的影響結(jié)果 |
4.4 本章小結(jié) |
5 富氧燃燒輻射特性理論研究 |
5.1 引言 |
5.2 單色輻射傳遞過(guò)程熱力學(xué)理論 |
5.2.1 單色光譜可用能理論評(píng)述 |
5.2.2 單色輻射?傳遞 |
5.2.3 單色輻射熵傳遞 |
5.2.4 熱力學(xué)關(guān)系驗(yàn)證 |
5.2.5 數(shù)值計(jì)算驗(yàn)證 |
5.3 一維爐膛燃燒介質(zhì)輻射能量特征 |
5.3.1 一維工況設(shè)計(jì) |
5.3.2 氣體輻射模型應(yīng)用比較 |
5.3.3 富氧燃燒介質(zhì)輻射特性結(jié)果 |
5.4 本章小結(jié) |
6 富氧燃燒輻射特性實(shí)驗(yàn)研究 |
6.1 引言 |
6.2 管式爐一維輻射實(shí)驗(yàn) |
6.2.1 管式爐實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹 |
6.2.2 實(shí)驗(yàn)方法與數(shù)據(jù)分析 |
6.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 |
6.3 小型平焰燃燒器輻射實(shí)驗(yàn) |
6.3.1 小型平焰燃燒器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹 |
6.3.2 實(shí)驗(yàn)方法與數(shù)據(jù)分析 |
6.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 |
6.3.4 數(shù)值計(jì)算驗(yàn)證 |
6.4 富氧燃燒中試實(shí)驗(yàn) |
6.4.1 富氧中試試驗(yàn)臺(tái)介紹 |
6.4.2 實(shí)驗(yàn)方法與工況 |
6.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論結(jié)果 |
6.5 本章小結(jié) |
7 富氧燃燒光熱能量分級(jí)利用系統(tǒng) |
7.1 引言 |
7.2 光熱能量分級(jí)利用理論及原則 |
7.2.1 輻射能量分頻利用理論 |
7.2.2 光熱能量分級(jí)利用原則 |
7.3 直接利用火焰能量的光熱能量分級(jí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng) |
7.3.1 新型富氧燃燒分級(jí)利用系統(tǒng)概念 |
7.3.2 系統(tǒng)簡(jiǎn)化熱力學(xué)計(jì)算模型 |
7.3.3 系統(tǒng)性能結(jié)果與討論 |
7.4 基于光譜調(diào)節(jié)的光熱能量分級(jí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng) |
7.4.1 新型熱光伏光熱能量分級(jí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(TBRC) |
7.4.2 光熱能量分級(jí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的分析模型 |
7.4.3 系統(tǒng)熱力學(xué)分析結(jié)果與討論 |
7.4.4 基于高參數(shù)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的光熱分級(jí)系統(tǒng)理想性能分析 |
7.5 本章小結(jié) |
8 全文總結(jié)及工作展望 |
8.1 主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論 |
8.2 論文創(chuàng)新點(diǎn) |
8.3 未來(lái)工作展望 |
參考文獻(xiàn) |
附錄 |
作者簡(jiǎn)介 |
教育經(jīng)歷 |
獲獎(jiǎng)與榮譽(yù) |
博士期間參與的科研項(xiàng)目 |
攻讀博士期間發(fā)表的論文 |
(9)瞬態(tài)火焰與壁面相互作用的研究(論文提綱范文)
摘要 |
ABSTRACT |
字母注釋表 |
第一章 緒論 |
1.1 前言 |
1.1.1 先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù) |
1.1.2 火焰撞壁產(chǎn)生的原因及影響 |
1.2 火焰與壁面相互作用的光學(xué)診斷研究進(jìn)展 |
1.2.1 火焰撞壁的光學(xué)診斷研究 |
1.2.2 火焰撞壁的光學(xué)診斷研究國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 |
1.3 課題主要研究意義及內(nèi)容 |
第二章 實(shí)驗(yàn)裝置及光學(xué)測(cè)試方法 |
2.1 瞬態(tài)火焰撞壁可視化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) |
2.1.1 燃燒器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置 |
2.1.2 高速紋影系統(tǒng) |
2.1.3 圖像采集系統(tǒng) |
2.1.4 實(shí)驗(yàn)燃料及邊界條件選擇 |
2.2 光學(xué)方法的應(yīng)用 |
2.2.1 自發(fā)光直接成像 |
2.2.2 陰影法與紋影法原理 |
2.3 本章小結(jié) |
第三章 火焰與干濕壁面相互作用過(guò)程中火焰形貌影響因素 |
3.1 火焰伸展半徑差異及影響因素 |
3.1.1 壁面高度對(duì)火焰伸展半徑的影響 |
3.1.2 燃料流速對(duì)火焰伸展半徑的影響 |
3.1.3 壁面條件對(duì)火焰伸展半徑的影響 |
3.2 火焰厚度差異及影響因素 |
3.2.1 壁面高度對(duì)火焰厚度的影響 |
3.2.2 燃料流速對(duì)火焰厚度的影響 |
3.2.3 壁面條件對(duì)火焰厚度的影響 |
3.3 本章小結(jié) |
第四章 火焰自發(fā)光及OH~*分布及淬熄距離的探究 |
4.1 火焰自發(fā)光情況比較 |
4.1.1 壁面高度對(duì)火焰自發(fā)光情況的影響 |
4.1.2 燃料流速對(duì)火焰自發(fā)光的影響 |
4.1.3 壁面條件對(duì)火焰自發(fā)光的影響 |
4.2 OH~*分布情況分析 |
4.2.1 壁面高度對(duì)OH~*分布影響 |
4.2.2 燃料流速對(duì)OH~*分布影響 |
4.2.3 壁面條件對(duì)OH~*分布影響 |
4.3 淬熄距離的比較及影響 |
4.3.1 壁面高度對(duì)淬熄距離的影響 |
4.3.2 燃料流速對(duì)淬熄距離的影響 |
4.3.3 壁面條件對(duì)淬熄距離的影響 |
4.4 本章小結(jié) |
第五章 總結(jié)與展望 |
5.1 全文總結(jié) |
5.2 本文創(chuàng)新點(diǎn) |
5.3 展望 |
參考文獻(xiàn) |
發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明 |
致謝 |
(10)彌散介質(zhì)條件下對(duì)稱與非對(duì)稱火焰參數(shù)多波長(zhǎng)重建的數(shù)值研究(論文提綱范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 緒論 |
1.1 研究背景及意義 |
1.2 本文的研究綜述 |
1.2.1 火焰測(cè)溫方法概述 |
1.2.2 發(fā)射CT法與溫度解耦重建 |
1.2.3 彌散介質(zhì)輻射參數(shù)重建的研究現(xiàn)狀 |
1.2.4 輻射反問(wèn)題算法的研究現(xiàn)狀 |
1.3 本文的主要內(nèi)容 |
第2章 彌散介質(zhì)發(fā)射與吸收條件下軸對(duì)稱火焰的多波長(zhǎng)重建數(shù)值研究 |
2.1 引言 |
2.2 彌散介質(zhì)輻射特性與輻射傳遞方程 |
2.2.1 彌散煙黑介質(zhì)的吸收特性 |
2.2.2 彌散介質(zhì)輻射傳遞方程的推導(dǎo) |
2.3 視在光線法 |
2.4 基于發(fā)射、吸收條件下軸對(duì)稱火焰參數(shù)的多波長(zhǎng)重建研究 |
2.4.1 非迭代最小二乘正則化算法的建立 |
2.4.2 火焰溫度與煙黑濃度的解耦重建算法 |
2.5 模擬仿真與結(jié)果驗(yàn)證 |
2.6 本章小結(jié) |
第3章 彌散介質(zhì)散射條件下的火焰多參數(shù)重建研究 |
3.1 引言 |
3.2 煙黑顆粒的散射特性 |
3.2.1 經(jīng)典Mie散射理論 |
3.2.2 基于逆向求解的煙黑散射系數(shù)的推導(dǎo) |
3.3 廣義源項(xiàng)理論逆向重建散射系數(shù) |
3.3.1 介質(zhì)輻射傳遞正向計(jì)算 |
3.3.2 輻射反問(wèn)題計(jì)算 |
3.3.3 火焰多參數(shù)解耦重建 |
3.4 結(jié)果驗(yàn)證與誤差分析 |
3.5 本章小結(jié) |
第4章 彌散介質(zhì)條件下非對(duì)稱火焰輻射重建數(shù)值研究 |
4.1 引言 |
4.2 基于先驗(yàn)正則化的ARTTV算法的提出及其智能優(yōu)化 |
4.3 正則因子的自適應(yīng)PSO算法求解 |
4.4 基于ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的ARTTV算法 |
4.5 重建結(jié)果分析 |
4.6 本章小結(jié) |
第5章 全文總結(jié)創(chuàng)新與展望 |
5.1 全文總結(jié) |
5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) |
5.3 研究展望與未來(lái)計(jì)劃 |
致謝 |
參考文獻(xiàn) |
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間取得的科研成果 |
附錄2 攻讀博士期間參加的科研項(xiàng)目 |
四、Experimental Study on Measurement of Flame Temperature Distribution Using the Two-Color Method(論文參考文獻(xiàn))
- [1]基于光學(xué)診斷的煤與生物質(zhì)顆?;旌现鸺叭紵匦匝芯縖D]. 祁勝. 浙江大學(xué), 2021(01)
- [2]基于自發(fā)輻射分析的被動(dòng)式燃燒診斷技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 婁春,張魯棟,蒲旸,張仲儂,李智聰,陳鵬飛. 實(shí)驗(yàn)流體力學(xué), 2021(01)
- [3]船用柴油機(jī)缸內(nèi)火焰燃燒瞬態(tài)溫度場(chǎng)分布特性研究[D]. 顏杰. 哈爾濱工程大學(xué), 2021
- [4]光場(chǎng)層析成像火焰三維溫度場(chǎng)測(cè)量方法與系統(tǒng)研究[D]. 劉煜東. 東南大學(xué), 2020
- [5]內(nèi)燃機(jī)光學(xué)診斷試驗(yàn)平臺(tái)和測(cè)試方法綜述[J]. 何旭,伍岳,馬驍,李雁飛,齊運(yùn)亮,劉澤昌,徐一凡,周揚(yáng),李熊偉,劉聰,馮海濤,劉福水. 實(shí)驗(yàn)流體力學(xué), 2020(03)
- [6]激光誘導(dǎo)熾光法測(cè)量燃燒中碳煙的仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張玉林. 吉林大學(xué), 2020(08)
- [7]基于自由基光譜的預(yù)混火焰溫度檢測(cè)研究[D]. 宋哲. 華北電力大學(xué)(北京), 2020(06)
- [8]基于能量利用的富氧燃燒輻射問(wèn)題與系統(tǒng)研究[D]. 山石泉. 浙江大學(xué), 2020(08)
- [9]瞬態(tài)火焰與壁面相互作用的研究[D]. 鄭志偉. 天津大學(xué), 2019(01)
- [10]彌散介質(zhì)條件下對(duì)稱與非對(duì)稱火焰參數(shù)多波長(zhǎng)重建的數(shù)值研究[D]. 李明杰. 武漢科技大學(xué), 2019(08)
標(biāo)簽:生物質(zhì)論文; 火焰溫度論文; 生物質(zhì)顆粒燃料論文; 科普論文;