基于CCD輻射能圖像的焚燒系統(tǒng)溫度場重建技術(shù)研究.pdf

1、目前國內(nèi)利用回轉(zhuǎn)式焚燒爐無害化處理危險廢棄物的系統(tǒng)普遍采用的是熱電偶式測溫裝置，無法反映整個系統(tǒng)內(nèi)真實(shí)的溫度分布情況。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和光學(xué)傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，由燃燒系統(tǒng)內(nèi)火焰輻射能圖像重建爐內(nèi)溫度場已被證明是一種有效的方法，得到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，并在煤粉爐等燃燒系統(tǒng)上得到了應(yīng)用。本文總結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于火焰溫度場重建研究的進(jìn)展，這些方法的一個共同技術(shù)思路是利用諸如CCD等輻射能檢測裝置獲取的沿其觀察方向上火焰輻射能的投影圖像，基于對火焰介

2、質(zhì)內(nèi)輻射能傳遞的研究和投影重建技術(shù)，反演介質(zhì)內(nèi)部溫度分布。輻射能圖像是二維平面內(nèi)以一定灰度值集合代表燃燒系統(tǒng)三維空間內(nèi)輻射能沿發(fā)射方向的累積效應(yīng)，通過給定參數(shù)、輻射傳遞特性和已知的模型算法，根據(jù)輻射能圖像重建溫度場分布是這一過程的逆問題求解。
　　 本文分析了危廢焚燒爐內(nèi)高溫彌散介質(zhì)的輻射傳遞過程，引入輻射在介質(zhì)傳播過程中的基本傳遞方程，圍繞對這個方程描述的介質(zhì)輻射過程的分析，展開對溫度場重建的研究。為了建立圖像灰度與實(shí)際輻射能

3、之間的函數(shù)關(guān)系，基于彩色CCD光學(xué)成像特性，提出通過標(biāo)定的方法來擬合該函數(shù)，為利用圖像不同通道的灰度表征的輻射能數(shù)據(jù)通過雙色法測量溫度奠定了基礎(chǔ)。首先以碳?xì)鋽U(kuò)散火焰為研究對象，研究火焰截面輻射特性，提出對輻射能傳遞過程的假設(shè)與簡化，假設(shè)介質(zhì)為高溫薄介質(zhì)，并忽略火焰組分散射的影響，將輻射能傳遞方程簡化成一個相對簡單的積分式，建立溫度場重建模型，引入LSQR法對模型進(jìn)行數(shù)值模擬求解，通過對軸對稱和非對稱火焰截面溫度場的模擬重建，討論模型的可