化石燃料在今后幾十年間在人類主要利用的能源中仍將占據(jù)主導地位。人類通過燃燒化石燃料,將化石燃料中的化學能轉(zhuǎn)化為熱能。發(fā)電、供暖、交通運輸和工業(yè)使用的化學燃料是空氣污染的重要來源�；鹧嬷蠬₂O和CO₂能夠抑制火焰中顆粒的產(chǎn)生,溫度也會極大地影響顆粒的生成。為了提高再燃燒效率,減小污染,我們需要同時測量火焰中溫度、顆粒濃度和氣體濃度。本文以彌散介質(zhì)和氣體的輻射特性為基礎(chǔ),根據(jù)火焰輻射傳熱規(guī)律建立了一個火焰高光譜成像模型。該模型可以同時測量火焰三維溫度場、顆粒濃度場和氣體濃度場。同時借助高光譜成像系統(tǒng),對模型進行了大量的數(shù)值重建工作和實驗驗證。本文首先詳細介紹彌散介質(zhì)輻射傳遞方程,再討論基于逆向Monte Carlo方法和兩步離散坐標法的三維溫度場和顆粒濃度場的求解模型,這種模型相較于傳統(tǒng)模型可以提高計算效率。為了實現(xiàn)對氣體濃度的檢測,建立高光譜成像模型,獲得火焰在光譜維上的信息,在測量波長范圍內(nèi)包含氣體吸收峰（如1870nm的水吸收峰）。根據(jù)顆粒吸收具有連續(xù)性,氣體吸收具有選擇性,分離出顆粒吸收和氣體吸收,最終獲得顆粒濃度和氣體濃度。接著討論高光... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

燃煤爐膛內(nèi)的三維溫度分布測量結(jié)果

圖 1.1 燃煤爐膛內(nèi)的三維溫度分布測量結(jié)果[41]院工程熱物理所的姜帆等[42-44]提出一種基于模糊免進行分類的研究方法。利用該方法，可對現(xiàn)場所獲得別，從而判斷燃燒狀態(tài)是否發(fā)生變化。其同時證明了關(guān)性，可以通過火焰圖像判斷煤種。

民將該技術(shù)應用到工業(yè)鍋爐的爐膛火焰監(jiān)測中。機，不僅可以測溫，同時還可以記錄光線的強度圖像中像素和光線輻射強度的線性方程組。利用程，得到火焰三維溫度場。右，浙江大學岑可法團隊[47-49]提出雙色法溫度檢確，是目前利用火焰圖像進行溫度場重建的常用燒的溫度范圍為 800-2000K，輻射波長范圍主要在普朗克輻射定律可由維恩定律代替[47]： 521, , expcE T c TT 燃燒火焰輻射能。1c 和2c 分別為第一輻射常量和絕對溫度， ,T 為輻射率。


本文編號：3011933