【摘要】：可吸入顆粒物是目前我國城市大氣污染的首要污染物,長時(shí)間的空氣顆粒污染物超標(biāo)使得解決這一問題迫在眉睫。燃燒產(chǎn)生的煙黑顆粒是這類污染的主要來源之一,對煙黑顆粒的研究、控制和治理必須借助于精確可靠的煙黑測量技術(shù)。發(fā)射光譜技術(shù)對測量對象無干擾、成本低、不需要高質(zhì)量的輻射源,是一種適合現(xiàn)場測量的測量技術(shù)。高光譜成像技術(shù)在每個(gè)像素記錄多個(gè)波段的輻射強(qiáng)度,生成兼顧光譜分辨率和空間分辨率的輻射圖像,結(jié)合發(fā)射光譜空間重建技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)火焰內(nèi)部參數(shù)分布的測量。論文的主要研究內(nèi)容如下。提出一種基于牛頓迭代法求解溫度和輻射特性參數(shù)與波長間多項(xiàng)式關(guān)系各階系數(shù)的多波長溫度計(jì)算法,采用高光譜成像設(shè)備測量計(jì)算194 mL/min C_2H_4、284L/min空氣工況火焰的輻射溫度和發(fā)射率分布。乙烯層流擴(kuò)散火焰的發(fā)射率隨波長增大而降低,測量波段內(nèi)最大發(fā)射率略大于0.22,出現(xiàn)在400 nm波段。采用高光譜成像設(shè)備拍攝四種空氣工況乙烯層流擴(kuò)散火焰輻射圖像,考慮自吸收作用,迭代計(jì)算火焰內(nèi)部溫度、吸收系數(shù)和煙黑顆粒體積分?jǐn)?shù)分布。空氣工況,火焰最高溫度出現(xiàn)在火焰根部靠近火焰邊緣處,而在火焰頂端靠近火焰中心位置處,存在另一個(gè)煙黑顆粒體積分?jǐn)?shù)的局部峰值;空氣流量固定,燃料量降低不會對最高溫度造成明顯影響,但會使得最高煙黑顆粒體積分?jǐn)?shù)明顯降低。開展空氣/氧氣和氧氣/二氧化碳兩種富氧氣氛下乙烯層流擴(kuò)散火焰的檢測研究。對于這兩種氣氛下的乙烯層流擴(kuò)散火焰,燃料量和氧化劑總流量不變,氧化劑中氧含量越高,火焰越短,火焰最高溫度越高;空氣/氧氣氣氛,燃料量和氧化劑總流量不變,氧化劑中氧含量降低,最高煙黑顆粒體積分?jǐn)?shù)升高,說明氧化劑中氧含量的降低會促進(jìn)煙黑顆粒的形成;氧氣/二氧化碳?xì)夥?燃料量和氧化劑總流量不變,氧化劑中氧含量降低,最高煙黑顆粒體積分?jǐn)?shù)降低。測量194 mL/min C_2H_4、284 L/min空氣工況乙烯火焰632.8 nm波段的散射系數(shù),結(jié)合計(jì)算得到的多波段吸收系數(shù),計(jì)算多個(gè)高度的煙黑顆粒粒徑和顆粒數(shù)密度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,主要的煙黑顆粒粒徑在20 60 nm的范圍內(nèi);60 mm高度火焰最強(qiáng)的散射作用位于火焰中心,驗(yàn)證了空氣氣氛測量結(jié)果中第二個(gè)煙黑顆粒體積分?jǐn)?shù)局部峰值的存在。
【圖文】：

火焰溫度、顆粒濃度測量技術(shù)

圖 1.2 煤粉燃燒形成一次顆粒物示意圖[108] 顆粒物的生成機(jī)理和模型驗(yàn)證研究必須借助于更加精確可靠的濃度、粒徑測量技術(shù)。因此，發(fā)展精確可靠的非接觸在線火焰于研究顆粒物生成特性、發(fā)展低污染物排放的燃燒技術(shù)，，具有
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O657.3;X831

【參考文獻(xiàn)】

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1 孔德_g;林柏洋;顧晨;李若昕;管斌;林赫;;層流預(yù)混乙烯火焰中碳煙顆粒物的粒徑分布[J];燃燒科學(xué)與技術(shù);2015年06期

2 藍(lán)麗娟;丁艷軍;賈軍偉;杜艷君;彭志敏;;可調(diào)諧二極管激光吸收光譜測量真空環(huán)境下氣體溫度的理論與實(shí)驗(yàn)研究[J];物理學(xué)報(bào);2014年08期

3 梁軍輝;黃群星;馮玉霄;池涌;嚴(yán)建華;;氧體積分?jǐn)?shù)對乙烯擴(kuò)散火焰中煙黑生成影響的實(shí)驗(yàn)[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2012年08期

4 安連鎖;李庚生;沈國清;張世平;馮強(qiáng);王然;;聲學(xué)測溫系統(tǒng)在200MW電站鍋爐中的應(yīng)用研究[J];動力工程學(xué)報(bào);2011年12期

5 喬玉霜;王靜;王建英;;城市大氣可吸入顆粒物的研究進(jìn)展[J];中國環(huán)境監(jiān)測;2011年02期

6 陳玲紅;吳法;王勇;吳學(xué)成;周昊;岑可法;;基于時(shí)域激光誘導(dǎo)輻射確定湍流火焰煙黑粒徑[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2010年11期

7 黃純亮;陳美端;李寬;;低碳經(jīng)濟(jì)下電廠O_2/CO_2煤粉燃燒技術(shù)的應(yīng)用[J];東北電力大學(xué)學(xué)報(bào);2010年04期

8 呂建q

本文編號：2699429