非接触式场测量技术.ppt

CeU
能源请洁制用
基于介质发射辐射的非接触
式温度分布测量
CeU
能源请洁科用
医学X射线CT
基于火焰图像的温度
场测量方法,与医学
CCD
CT的区别
空间点
火焰
火焰自身发射代替
投影
外加光源
有限数目探测器代
替光源的旋转
GnU温度场重建的难点
炉膛尺寸大,环境恶劣,传统的接触式点
温度测量无法获得炉内温度的场分布
炉内弥散介质种类多,辐射传递过程复杂
温度与颗粒浓度耦合,必须综合考虑
对于运用于燃烧优化的温度场测量,还必
须考虑计算的速度,使系统尽可能快地响
匚n∽介质发射辐射的传递模型
体元
S方向从其他各方向
S方向进
进入的散射
入的辐
从其他各方向进入的散射
对S方向辐射的增加
自身发射
气体和颗粒
S方向出
的吸收
射的辐
向外散射
射
吸收和向外散射发射从其他各方向进入的散射
对辐射的增加
GU气体的吸收系数
CO
CCD响应波长
序号气体
特征波长um)
NO|,534
,
5C2H210,304,753,
在测量中涉及到的可见光区,大部分的
N3198,223,300,614
气体均可视为“透明体”
,,
GnU颗粒辐射特性计算
采用Mie理论计算颗粒辐射特性
o.=2lCma n,(ada=2h n, (***@own (, a, m)a da
∑[Cm,n(a)da=n∑[n(aOm(2,mln
B,
n,(a)da=r>l n,(a)Qex ( a, m)a'da
煤燃烧过程中不同的颗粒
粒子体积浓度范围
直径
可见光范围内尺寸系数
碳粒2×105-5×104
0~250um
40~2000
飞灰2×106-3×10
5-100um,主要集中在
10um附近
0~785
飞灰(n
烟黑(n=2.
烟黑(n=,k
吸收效率因子
散射效率因子
GaU颗粒辐射特性计算方法
→)2
ext
QQKK
Sca
3f /D
K,=
G∽三维温度场重建模型
在弥散介质内的辐射传递过程
被气体和颗粒吸收
被颗粒散射
Monte carlo方法

CCD成像光学模型
2 U Monte carl算例
W=2m,L=5m,H=3m的具
CCD
有冷、黑内壁的长方体,
包含着三维非均匀介质
介质包含:氮气和二氧化
碳的混合气体,浓度变化
的碳粒
总体混合物的压力为
latm,二氧化碳的体积
分数为21%,碳粒直径为
30微米
r(x,y,2)=T。
2=2)(1-2
温度分布和碳粒浓度分布
N(x,y2)=N31-21-2
T=500K,N=5×107和5×108个/m3