TN810064炉膛温度红外辐射吸收测量系统原理及应用研究

ＴＮ８１００６４炉膛温度红外辐射吸收测量系统原理及应用研究［刊］／黄德中（富春江水电职工大学）／／红外技术──１９９５，（５）．４６～４８．２２ＴＮ８１锅炉炉膛火焰燃烧温度直接关系到炉膛燃烧情况是否良好，是锅炉安全高效运行的重要指标。本文介绍了其测量...     

锅炉的燃烧分析及火焰检测系统

以煤粉燃烧为例分析了炉膛中火焰的燃烧状态,说明了炉膛火焰检测系统在炉膛安全生产中的重要性.介绍了红外火焰检测装置的原理结构及其火焰信号处理器的改进措施.     

自适应Retinex与Canny的炉膛火焰边缘检测算法

对炉膛火焰图像的增强与检测是获得炉膛内部燃烧情况的重要手段.首先,提出了一种自适应多尺度Retinex算法,提高了火焰清晰度和炉膛火焰与炉膛的对比度.其次,提出了识别火焰边缘改进的Canny算法,提高了火焰边缘清晰度.仿真结果表明,炉膛火焰与环境对比度得到提高,改善了图像的视觉效果,火焰边界连续且轮廓清晰.     

交联改性双基推进剂（XLDB）燃烧性能的改善及机理研究

通过复合改性双基推进剂（ＣＭＤＢ）与含缩二脲型二异氰酸酯（Ｎ－１００）、四氢呋喃一环氧乙烷共聚醚（ＰＴＥ）的ＸＬＤＢ燃烧性能的对比研究，利用电子能谱（ＥＳＣＡ）、扫描电镜（ＳＥＭ）、燃烧火焰结构等仪器分析方法，探讨了ＸＬＤＢ燃速压力指数升高的原因。并通过改变催化剂或交联剂降低了该推进剂的燃速压力指数，改善了燃烧性能。     

连续重整加热炉内多火焰组合燃烧的数值模拟

分别对3种工况下连续重整加热炉中特定复杂燃烧器和多燃烧器组合的燃烧状况进行了数值模拟．建立了连续重整加热炉内多火焰组合燃烧数学模型，对炉膛和瓦斯燃烧器进行了网格划分。结果表明，在多个瓦斯燃烧器射流之间存在相互干涉现象，对于有不同数量燃烧器的加热炉，炉膛内流场和温度场以及组分分布均存在差异。重力对于炉膛内的流场、组分分布、温度分布都有较大的影响，对这种影响给出了合理的预测结果。     

电厂天然气锅炉富氧燃烧数值模拟

对传统燃烧方式下和应用富氧燃烧技术(O2/CO2燃烧技术)时电厂天然气锅炉内的燃烧特性进行数值模拟研究.结果表明随着氧气浓度的增大,整个炉膛的高温区分布趋于集中,烟气温度增加,火焰分布更为集中,充满度也越来越差.当氧气浓度为25%时,炉膛内的温度分布和烟气辐射特性与传统燃烧方式下最接近.当氧气浓度由21%上升到40%时,炉膛内烟气温度得到较大幅度的提高,燃烧器所在截面温度上升300 K以上,火焰充满度变差.     

自由火焰影像发展的测量和分析

利用ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅｓ）摄像和计算机图像采集技术，测量了若干种自由火焰在形成及燃烧蔓延过程中的影像发展．可用几何函数和傅立叶函数分别描述火焰形成及燃烧蔓延过程中的影像发展．通过对有关回归函数数据的分析表明，火焰形成受燃烧规律控制，火焰波动受空气介入影响．     

以高温回流稳定煤粉燃烧火焰的简化分析模型

基于炉膛中煤粉空气射流的流场特征，提出了以高温回流区内煤粉挥发分燃烧释热来加热和点燃煤粉气流从而实现火焰稳定的集总分析模型，并以回流区温度的变化率为判据找到了稳定煤粉气流的回流区特征尺度，据此就能近似判定各种煤粉气流流场的火焰稳定性能。     

炉膛煤粉空气射流的火焰稳定性分析

本文结合锅炉炉膛煤粉空气射流的流场特征,分析煤粉气流的预热、着火及燃烧过程,提出以炽热燃烧的回流区为研究对象的分析煤粉射流气流火焰稳定的集总分析模型,并用它分析了几种典型的炉膛煤粉射流流场.结果表明,对于任何给定特征尺度的回流区只要满足一定的温度、煤粉浓度及射流速度等条件,就能实现对射流火焰的稳定.     

连续重整加热炉内多火焰组合燃烧的数值模拟

分别对 3种工况下连续重整加热炉中特定复杂燃烧器和多燃烧器组合的燃烧状况进行了数值模拟 ,建立了连续重整加热炉内多火焰组合燃烧数学模型 ,对炉膛和瓦斯燃烧器进行了网格划分。结果表明 ,在多个瓦斯燃烧器射流之间存在相互干涉现象 ,对于有不同数量燃烧器的加热炉 ,炉膛内流场和温度场以及组分分布均存在差异。重力对于炉膛内的流场、组分分布、温度分布都有较大的影响 ,对这种影响给出了合理的预测结果。     

膛内燃烧与力学环境物理仿真技术研究

该文研制了发射装药膛内燃烧与力学物理环境仿真装置及其测试系统。用“探棒”测试获得了径向不同位置火药气体压力，解决了药室内同截面不同径向压力测试问题，用光纤测试获得了火焰膛内的传播过程，用弹底压力传感器获得了弹底药床被点燃前药床所处力学环境。多次试验再现并测试获得了膛内燃烧与力学环境。为发射药床膛内燃烧与力学环境和发射装药发射安全性定量研究提供了新方法。     

紫外光电型一体化火焰检测器设计

针对传统火焰检测器信号易衰减、易受干扰、传输距离近等缺陷，提出将传感器和信号处理器二合一的一体化设计方法，来提高复杂环境下整机的可靠性。用检测火焰信号的紫外光脉冲数和强度值来判断火焰的有无，给出了紫外高压驱动、火焰状态信号传输、火焰信号调理等具体实现电路和软件的设计方法。煤气燃烧炉现场实验测试结果表明,本检测器具有较高的实用价值。     

汽油机着火早期的光谱响应及其研究

利用高时间光谱分辨率探测系统，研究了汽油机在着火早期燃烧生成物ＣＨ，Ｃ２，ＯＨ，ＣＨ２Ｏ，Ｏ２等的光谱；根据这些着火期生成物的光谱响应研究了人花塞点火放电过程的产生、变化和早期火焰的发展情况，并对点火燃烧期内有害排放物的生成量进行了分析。     

甲烷-空气预混燃烧火焰的测量分析

本文介绍一种测量分析甲烷-空气预混燃烧火焰成份及其浓度的方法,并划分出火焰的反应区、产物区和环境区。该方法可用于烃类-空气类燃烧火焰的测量分析。     

长直管道燃烧器中离子电流信号的特征分析及其在发动机中的应用

离子电流法作为一种新型的发动机检测方法已经得到了越来越广泛的应用。本试验用离子电流法,在长直管道燃烧器中对压缩天然气-空气混合气的燃烧特性进行了实验研究。实验发现,在天然气燃烧中,离子电流信号由火焰前锋区和燃烧后区两个峰值部分组成,火焰前锋区的离子主要由H3O 和自由电子组成,而燃烧后区的离子主要由NO 和自由电子组成。同时还发现,在火焰前锋区和燃烧后区内,随着偏置电压的升高,电场力加大,电场荷电作用增强,离子电流会增大。本试验为离子电流法在汽车代用燃料燃烧研究领域中的应用进行了一些基础研究。     

内燃机燃烧研究的现状和动向

在综合分析国内外文献的基础上，结合作者在内燃机燃烧学国家重点实验室所从事的研究工作，综述了内燃机燃烧研究中的一些前沿课题的研究现状与动向。它包括火焰传播、爆震、柴油机缸内空气运动，燃油喷射，混合气形成，点火一点火装置，有害排放物，传热，燃烧诊断，数学模型等。     

基于数字图像和SDBP的预混火焰燃烧状态识别

利用数字图像处理技术和最速下降反传算法（SDBP）网络对预混火焰的燃烧状态识别技术进行了研究。针对本生灯的层流预混火焰,利用视频采集卡记录火焰图像,通过数字图像处理得到火焰的位置、形状信息。利用光电池记录火焰的辐射强度信息。将典型的火焰燃烧状态如稳定燃烧状态、回火状态以及脱火等状态的位置、强度信息作为改进后的SDBP人工神经网络的输入信息进行训练,训练好的SDBP网络接受火焰特征的输入信息,就可以识别火焰燃烧的状态。实验结果表明：该神经网络可以判断出当前火焰的燃烧状态。     

Experimental and LES investigation of flame propagation in a hydrogen/air mixture in a combustion vessel

This work presents an experimental and numerical investigation of premixed flame propagation in a hydrogen/air mixture in a closed combustion vessel. In the experiment, high-speed schlieren video photography and pressure sensor are used to examine the flame dynamics and pressure transient. In the numerical study, a large eddy simulation （LES） based on a RNG sub-grid approach and a LES combustion model is applied to reproduce experi- mental observations. The effects of four physical phenomena on the burning velocity are considered in the combustion model, and the impact of grid type on the combustion dynamics is examined in the LES calculations. The flame experiences four stages both in experiment and LES calculations with structured and unstructured grids, i.e., spherical flame, finger-shaped flame, flame with its skirt in contact with the sidewalls, and tulip-shaped flame. The flame speed and pressure in the vessel develop with periodical oscillations in both the experiment and LES simulations due to the interaction of flame front with pressure wave. The numerical simulations compare well with the detailed experimental measurements, especially in term of the flame shape and position, pressure build-up, and periodical oscillation behaviors. The LES combustion model is successfully validated against the bench-scale experiment. It is put into evidence that mesh type has an impact to a certain extent on the numerical combustion dynamics, and the LES calculation on structured grid canpredict the flame dynamics and pressure rise more accu- rately than that on unstructured grid with the same mesh resolution. The flame shape is more asymmetrical in the LES on an unstructured grid than that on a structured grid, and both the flame speed and the pressure rise at the later flame stage are underestimated in the LES on the unstructured grid.     

氧浓度对斯特林发动机燃用不同燃料时燃烧火焰特征的影响

利用高速摄影技术,研究了以乙醇为燃料时斯特林发动机引射气流中氧浓度对燃烧的火焰长度、色度、燃烧速度以及燃烧稳定性等的影响.结果表明：在引射空气时,随着氧气浓度的提高,火焰的稳定性及火焰传播速度提高,燃烧火焰长度变短,火焰变得更明亮,且柴油火焰亮度比乙醇大;在有引射气流的作用下,氧浓度对燃烧特征参数的影响较小.