在生產(chǎn)實踐中,許多工業(yè)熱設(shè)備由于長期運行在高溫、高壓及化學(xué)腐蝕的惡劣工作環(huán)境下,導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)壁損傷或脫落,形成設(shè)備內(nèi)部缺陷或故障,給安全生產(chǎn)帶來了隱患。我國每年大量的鍋爐爆炸事故,以及化工、電力等系統(tǒng)的重大惡性事故中很大一部分都是因為缺乏對工業(yè)熱設(shè)備內(nèi)部缺陷的定量分析,這充分說明了工業(yè)熱設(shè)備內(nèi)壁缺陷檢測的重要性。 紅外熱像檢測技術(shù)是近年發(fā)展起來的一種新的無損檢測方法,用紅外熱像儀可以無損、快速、非接觸地探測出物體表面溫度場分布,從而判斷設(shè)備內(nèi)部的工作狀況。它是一種全新的、靈敏的檢測方法和重要的在線監(jiān)測手段,在電力、冶金、石油化工、建筑、交通等眾多領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。目前,從定性檢測到定量診斷是紅外檢測技術(shù)發(fā)展的一個新趨勢。根據(jù)熱傳導(dǎo)規(guī)律,物體表面的溫度完全取決于物體內(nèi)部的的結(jié)構(gòu)、材料的熱物性、內(nèi)部的熱擴(kuò)散率以及表面與外界環(huán)境的熱交換。設(shè)備內(nèi)部的缺陷都會以相關(guān)部位的溫度場異常為征兆表現(xiàn)出來,利用紅外熱像儀獲取表面的溫度場數(shù)據(jù),也就是獲取了設(shè)備內(nèi)部的缺陷信息,借助相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,用適當(dāng)?shù)奈锢砗蛿?shù)學(xué)方法求解導(dǎo)熱反問題,就可以對工業(yè)熱設(shè)備內(nèi)部的缺陷的性質(zhì)、位置、幾何尺寸與嚴(yán)重程度作出定... 

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 紅外無損檢測概述
        1.2.1 概述
        1.2.2 國內(nèi)發(fā)展情況
        1.2.3 國外發(fā)展情況
        1.2.4 發(fā)展趨勢
    1.3 反問題概述
        1.3.1 反問題的特點
        1.3.2 反問題研究方法概況
    1.4 導(dǎo)熱反問題發(fā)展概況
        1.4.1 導(dǎo)熱反問題概況
        1.4.2 導(dǎo)熱反問題的研究方法及現(xiàn)狀
    1.5 本文研究的意義和研究內(nèi)容
2 紅外熱成像技術(shù)與紅外診斷理論基礎(chǔ)
    2.1 紅外熱像儀的基本原理
    2.2 紅外熱成像技術(shù)的理論依據(jù)
        2.2.1 黑體的紅外輻射規(guī)律
        2.2.2 實際物體的紅外輻射特性
        2.2.3 影響紅外輻射的主要因素
        2.2.4 被測物體表面輻射率ε的作用與環(huán)境輻射的影響
    2.3 工業(yè)設(shè)備內(nèi)部缺陷的紅外診斷
        2.3.1 工業(yè)設(shè)備缺陷信息的紅外探測原理
        2.3.2 工業(yè)設(shè)備內(nèi)部缺陷熱傳遞的基本規(guī)律
        2.3.3 設(shè)備內(nèi)部缺陷紅外診斷理論和方法
    2.4 本章小結(jié)
3 導(dǎo)熱正問題的有限元求解
    3.1 模型的建立
    3.2 有限元簡介
        3.2.1 有限元基本原理
        3.2.2 有限元求解的基本步驟
        3.2.3 微分方程的等效積分形式
        3.2.4 加權(quán)余量法
    3.3 熱傳導(dǎo)方程的有限元解法
        3.3.1 熱傳導(dǎo)方程的變分
        3.3.2 單元剖分和溫度場的離散
        3.3.3 溫度場單元變分計算
        3.3.4 有限單元法的總體合成
    3.4 本章小結(jié)
4 熱設(shè)備內(nèi)部缺陷診斷的反問題算法
    4.1 最優(yōu)化方法
        4.1.1 概述
        4.1.2 最速下降法
        4.1.3 共軛梯度法
    4.2 導(dǎo)熱反問題的求解
    4.3 本章小結(jié)
5 數(shù)值試驗及結(jié)果分析
    5.1 數(shù)值試驗步驟
    5.2 內(nèi)部缺陷的紅外特征規(guī)律
    5.3 金屬管道數(shù)值試驗
        5.3.1 三種典型缺陷的反演結(jié)果
        5.3.2 不同測量誤差對結(jié)果的影響
        5.3.3 不同初始值對結(jié)果的影響
        5.3.4 邊界條件對結(jié)果的影響
        5.3.5 外壁面節(jié)點數(shù)目對結(jié)果的影響
    5.4 爐膛襯里數(shù)值試驗
        5.4.1 三種典型缺陷的反演結(jié)果
        5.4.2 不同測量誤差對結(jié)果的影響
        5.4.3 計算時間的分析
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3731730