發(fā)布時間：2020-10-01 20:50

　　 目前在電站燃煤鍋爐中,主要通過汽水側工質參數的反饋來獲取爐內參數以及實現對相關熱工參量的控制,但從煤粉進入爐膛到汽水側工質參數發(fā)生變化是一個大延遲、大慣性的滯后過程。已知水平煙道煙氣溫度和流速可以反映各主要換熱面的運行工況,是實現反饋環(huán)節(jié)優(yōu)化的重要參數。聲學法作為一種新型的非接觸式測量方法,能夠實現鍋爐煙道的煙氣溫度和流速的實時監(jiān)測。本文以聲學測量原理為基礎,對電站鍋爐煙道內的溫度場及流場進行測量,并搭建模擬煙道聲學測量系統試驗平臺,通過實驗研究驗證了系統在測量介質流速方面的可行性。論文的主要研究內容包括:1.針對電站鍋爐煙道內溫度場與流場耦合的實際情況,以及煙道多物理場聲學仿真的要求,分別建立溫度場、流場和聲場數學模型,提出利用有限元軟件Comsol Multiphysics求解溫度場和流場的聲學模型,在溫度場、流場單獨存在及耦合條件下對聲波傳播特性進行仿真研究,并對仿真結果進行定量分析。2.對于煙道內三維溫度場/流場的聲學測量,建立模型溫度場和流場分布函數,基于聲波傳感器的布置方式,利用最小二乘法實現煙道溫度場及流場的測量研究。將重建后的溫度場及流場分布與相應模型進行比較和誤差分析,驗證算法的有效性。3.設計并搭建模擬煙道聲學測量系統試驗平臺,在不同實驗條件下進行冷態(tài)和熱態(tài)的聲學測量實驗。著重對煙道內氣體流速進行聲學測量,實驗驗證了該系統平臺在應用聲學法測量介質流速方面的可行性,為實際煙道流場分布的測量提供實驗基礎。
【學位單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM621.2
【部分圖文】：

東南大學碩士學位論文型波傳播特性的溫度場模型主要有單峰對稱（或偏斜）模型，火山口（或偏斜）模型，四峰對稱（或偏斜）模型，以及三維球對稱模雜，煙道內部的溫度場復雜，存在煙溫偏差且溫度場梯度較大，擇模型時考慮到第四章中模擬煙道所在實驗室溫度條件，則溫度場時結合溫度場分布的特點，選擇單峰對稱模型溫度場來研究溫度型溫度場函數如式（2.11）所示。2 22)1(150( , )(-125 125 , -125 12283.5 )15 60x yT x yx mm yemm 為坐標( x , y )處的溫度，K 。該模型的最高溫度為 343.15 ，溫溫度場圖像如圖 2-5 所示，可以發(fā)現溫度場分布呈單峰對稱型。

圖 2-6 寬單峰模型流場分布搭建的模擬煙道聲學測量試驗平臺系統經過聲源信號選擇的調 的正弦信號。眾所周知，聲波波長 與聲波頻率f 及聲波傳播示。cf 條件下，空氣中聲波傳播速度約為 340 m /s ，由式（2.1）可知該 3.46mm ，與本文研究的矩形煙道尺寸相比較小，且隨著溫度樣聲波頻率條件下的聲波波長更小。早應用到聲學領域用來進行聲場建模的理論方法之一，在物理播，在滿足波長遠小于模型尺寸時，射線聲學將聲波傳播看作的傳播，聲線途徑的距離代表波的傳播路徑，到達目標經歷的

學仿真理論分析可知，在本文研究的煙道模型中，聲波波長與模型幾為聲場模型，Comsol 中幾何聲學模塊的“射線聲學（rac）”可實現多物理場耦合條件下的建模與仿真求解，因此本文將場的聲學建模，通過聲學射線的軌跡結合聲波傳播路徑和傳播的影響。音傳播的方程源自流體流動的控制方程，即用連續(xù)性方程描述程的動量守恒方程及能量守恒方程，以及描述熱力學變量的體無損耗且絕熱，忽略粘性效應。型是聲波在煙道溫度場及流場中的傳播特性，選取如圖 2-4 所示l 中繪制并定義幾何模型，單位設置為 mm，單層傳感器布置號 1 的傳感器坐標（125，60），如圖 2-7 所示。

【參考文獻】

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本文編號：2831991