基于軌跡圖像的煤粉顆粒速度和粒徑測(cè)量試驗(yàn)研究.pdf

1、在能源、環(huán)境和化工等領(lǐng)域中，顆粒運(yùn)動(dòng)參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)對(duì)于多相流和燃燒設(shè)備的優(yōu)化運(yùn)行具有重要意義。典型的如電廠煤粉參數(shù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，是優(yōu)化磨煤機(jī)出力、優(yōu)化鍋爐燃燒及電廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要前提和手段。盡管目前已發(fā)展了多種先進(jìn)的顆粒場(chǎng)測(cè)量手段，如PIV、PDA等，但能用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)在線測(cè)量技術(shù)還比較欠缺，尤其是對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、光學(xué)特性差的煤粉顆粒。為此，本文研究了基于粒子軌跡圖像的煤粉速度和粒徑的測(cè)量方法，有望在電廠煤粉管道的實(shí)時(shí)在線測(cè)量中得

2、到應(yīng)用。
　　 首先，對(duì)煤粉光散射特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，獲得了煤粉顆粒在激光照射下不同方向及不同曝光時(shí)間下的成像特點(diǎn)。表明較長(zhǎng)曝光時(shí)間下的煤粉軌跡圖像清晰可辨，彌補(bǔ)了由于煤粉強(qiáng)吸收特性引起的瞬態(tài)圖像偏暗和模糊的不足，進(jìn)而提出了利用煤粉顆粒軌跡圖像同時(shí)測(cè)量其速度和粒徑的方法。實(shí)驗(yàn)拍攝了大量煤粉顆粒軌跡圖像，并利用計(jì)算機(jī)圖像處理方法對(duì)煤粉軌跡進(jìn)行識(shí)別和計(jì)算，獲得煤粉顆粒的速度和粒徑分布。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與商用PIV系統(tǒng)和Malvern粒度儀所

3、得結(jié)果進(jìn)行了比較，表明所開發(fā)的基于粒子軌跡圖像的煤粉顆粒測(cè)量方法切實(shí)可行。
　　 其次，在機(jī)理實(shí)驗(yàn)臺(tái)上對(duì)影響測(cè)量結(jié)果的關(guān)鍵參數(shù)，包括成像放大倍率和曝光時(shí)間，進(jìn)行了系統(tǒng)研究。獲得了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的兩個(gè)重要系數(shù)N和R，其中N可以指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)或者商用產(chǎn)品選取合理的視場(chǎng)范圍，R可以指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)或者工業(yè)應(yīng)用的合理曝光時(shí)間。結(jié)果表明：N值大于6，R值在3～7之間測(cè)量會(huì)有比較好的測(cè)量結(jié)果。
　　 最后，在系數(shù)N和R的指導(dǎo)下，在浙江大學(xué)熱能工程研究所