一、Experimental Study on Measurement of Flame Temperature Distribution Using the Two-Color Method（论文文献综述）
祁胜[1]（2021）在《基于光学诊断的煤与生物质颗粒混合着火及燃烧特性研究》文中提出面对严峻的碳减排形势,我国必须兼顾煤炭资源的清洁高效利用和可再生能源的开发,而煤与生物质混合燃烧正是化石燃料与可再生能源联合利用的重要方式。生物质具有碳中性的优点,但同时也有着密度低、热值低、碱金属含量高等特点。微观结构及化学组成的差异导致生物质的着火及燃烧特性与煤炭有很大区别,若要在现有的煤粉燃烧设备中直接利用生物质燃料,则需对煤与生物质的着火及燃烧特性有更加清晰的认识。此外,现有的针对煤与生物质混燃特性的研究多采用固定床反应器、沉降炉以及离线测量手段,实验工况较为简单,缺少复杂燃烧环境中煤与生物质混燃的在线测量数据。针对上述问题,本文搭建了基于Hencken型平面火焰燃烧器的携带流反应系统,提供了接近真实工业炉膛的实验环境,结合光学诊断技术,开展了多尺度、多工况的研究工作。首先,以煤及生物质单颗粒（粒径小于200μm）作为实验对象,搭建了具有光谱分辨、时间分辨的单颗粒燃烧光学测量系统,全面分析了煤及生物质单颗粒的挥发分、焦炭燃烧全周期过程,重点关注单颗粒的着火及挥发分燃烧特性。研究表明,燃料的着火延迟时间随挥发分含量的增加而线性下降。在多数工况中,生物质及褐煤单颗粒的着火模式为均相着火,而烟煤单颗粒则为异相着火,利用化学渗透脱挥发分（CPD）模型分析了燃料热解特性差异对着火模式的影响。针对富氧燃烧工况,研究发现CO2气氛对颗粒的着火及燃烧有着显着的抑制效应。烟气温度及氧含量的增加能够降低单颗粒的着火延迟时间。对于生物质及褐煤单颗粒,颗粒粒径的减小会缩短着火延迟时间,但对于异相着火的准东煤单颗粒,在某些粒径范围内,粒径的减小反而会导致着火滞后。随后,将研究对象拓展至煤与生物质颗粒群的射流燃烧,采用OH自由基的平面激光诱导荧光（OH-PLIF）技术观测了燃料颗粒群射流燃烧的挥发分火焰结构,基于火焰图像分析,系统探究了雷诺数、温度、氧含量、生物质掺混比例等因素对颗粒群着火及燃烧稳定性的影响规律,为合理设计湍流条件下煤与生物质的混燃工况提供数据参考。研究表明,在湍流工况中,气流的卷吸作用和颗粒的弥散效应强化了燃料颗粒群与环境烟气间的热流及物质传递,射流着火延迟时间大幅缩短。环境温度及送风氧含量的升高也能提升颗粒群的着火特性,但是一旦超出某一阈值,其对着火特性的提升效果会变弱,控制颗粒群着火行为的主导因素发生改变。针对煤与生物质混合燃烧的研究发现,生物质挥发分含量高且脱挥发分、着火温度较低的特性确实会促进混合燃料的着火,但是在湍流工况中,若直接等质量地用生物质去替换煤粉,随着生物质掺混比例的增加,群燃火焰会显着变弱,这是因为生物质颗粒密度低、易向射流径向弥散的特点会导致射流刚性变差,不利于颗粒群团聚和群燃的发生,同时,生物质燃烧温度低,进一步导致混燃稳定性下降。在当前研究工况中,向煤粉中掺混20%生物质的整体燃烧效果最佳。进一步地,针对准东煤及生物质燃料中碱金属含量高的特点,联用单颗粒光学测量和热重分析等测试方法,结合萃取、负载碱金属等处理手段,研究了燃料燃烧过程中不同类型碱金属的析出及催化燃烧特性,进一步验证煤与生物质混合燃烧的协同作用。研究表明,对于均相着火的玉米秸秆、杨木等生物质颗粒,K、Na的释放有着明显的两个阶段,即:挥发分阶段和焦炭阶段,每个阶段对应着不同类型的碱金属释放;而对于异相着火的准东煤颗粒,整个燃烧过程中只存在一个Na释放峰。光学测量结果表明,碱金属对单颗粒挥发分气相火焰燃烧强度的影响较小,但能够显着提升焦炭的燃烧反应活性及燃烧强度,尤其对于生物质,含量较低的有机碱金属在焦炭燃烧阶段起着重要的催化作用。结合热重实验发现,在燃料热解过程中,碱金属起着调控热解产物种类的作用;在焦炭燃烧过程中,碱金属通过-CA（C代表焦炭、A代表碱金属）氧化-还原循环机制促进焦炭的燃烧,降低反应活化能,证明了在煤与生物质混燃过程中,生物质释放的K能够提升煤粉焦炭的着火及燃烧特性,促进混合燃料的燃尽。此外,实际燃烧设备常以预热后的空气作为氧化剂,本文针对气体预热会对燃烧过程中碳烟生成量产生显着影响的问题,建立了一系列边界条件清晰的气体预热型（293 K～723 K）碳烟火焰,采用激光诱导白炽光（LII）技术及双色法测量了火焰中的碳烟体积浓度及温度分布,探究了气体预热及氮气添加对碳烟生成的影响机制,丰富了碳烟火焰数据库。研究表明,随着燃料及伴流空气预热温度的升高,火焰整体温度上升,碳烟前驱物的生成加速,碳烟演化速率加快,碳烟生成总量增加。在碳烟生成秉性较弱的火焰中（如甲烷火焰）,这种强化作用更为显着,当气体预热温度从室温升至673 K时,甲烷火焰的轴向碳烟生成速率增长了近4倍。极高碳烟生成量所带来的不完全燃烧热损失和碳烟辐射热损失导致丙烷及乙烯火焰中心区域的碳烟温度出现随气体预热温度升高而降低的反常现象。添加N2能够显着抑制碳烟生成,其主要原因是N2的稀释作用和热作用,只有在向碳烟生成量极高的火焰中添加N2时,前者才会占主导地位。
娄春,张鲁栋,蒲旸,张仲侬,李智聪,陈鹏飞[2]（2021）在《基于自发辐射分析的被动式燃烧诊断技术研究进展》文中认为被动式燃烧诊断技术是利用火焰自发射辐射信息进行燃烧诊断的一项技术,具有非接触、对环境要求不高、系统紧凑、易于实施等特点,在燃烧场在线测量及诊断中具有独特优势。首先,分析了各类燃烧诊断技术的优势及局限;其次,结合华中科技大学煤燃烧国家重点实验室开展的被动式燃烧测量诊断研究工作,从火焰发射光谱、火焰图像处理、热辐射成像技术三个方面介绍了自发辐射燃烧诊断技术的基本原理及研究现状,利用这三种技术,可实现燃烧状态定性分析以及燃烧流场中温度、组分体积分数等燃烧关键信息的定量计算;最后,指出了自发辐射燃烧诊断技术的发展趋势,即:获得更丰富的检测信号、更高的检测分辨率和精度以及更多的检测结果。
颜杰[3]（2021）在《船用柴油机缸内火焰燃烧瞬态温度场分布特性研究》文中研究表明为了应对愈发严格的排放法规,提高能源利用率成为了最为有效的举措之一。内燃机朝着大功率,高热效率的方向发展,研究内燃机的手段也在不断变化。其中缸内燃烧作为内燃机工作过程中的重心,对发动机的动力性、经济性和排放性起决定作用。火焰温度场和碳烟浓度是衡量燃烧过程的重要指标,对研究燃烧机理、提高性能、降低排放具有指导意义。非接触式测温技术方法较多,但一般系统较为复杂,成本较高,适应恶劣环境的能力较弱,在缸内直接测量难以实现,尤其是大空间尺度的连续测量。双色法作为先进的光学测试手段,具有实时测量,空间解析度高,光路简单,信号干扰少等优点,能够实现对火焰时空演化过程的大尺度连续测量,被广泛应用于发动机燃烧过程研究。同时由于缺少系统的船用柴油机火焰燃烧发展过程与数据体系,相关仿真研究在缺少边界条件设定参数与结果数据对照的情况下无法进行,因此十分有必要通过可视化的方法去研究船用柴油机缸内火焰燃烧瞬态温度场及碳烟浓度场。本文基于内窥可视化技术搭建了船用中高速柴油机试验系统,研究推进特性下大缸径柴油机燃烧火焰瞬态温度场和碳烟浓度场的时空变化规律。为保证试验结果的准确性,针对内窥镜出现的图像畸形,基于棋盘格标定法进行矫正,首次实现柴油机缸内火焰面积定量分析;同时利用超高温黑体炉对亮度温度Ta进行标定,建立火焰图像辐射强度与温度的关系。研究发现,柴油燃烧火焰平均温度基本呈单峰分布,柴油燃烧温度迅速上升,升到一个最高温,后由于活塞向下运动和燃烧室内涡流运动,温度下降,但由于有部分柴油在此时才雾化燃烧,所以火焰平均温度有轻微反弹,但总体是呈下降趋势。20%负荷的火焰平均温度最高,25%次之。50%负荷的火焰平均温度较低,这是因为50%负荷喷油量增大,过量空气系数减小,混合时间短,柴油未完全燃烧。同时负荷越大,火焰燃烧前期平均温度上升速度越快,50%负荷在8.8°CA ATDC就达到火焰平均温度峰值,20%和25%负荷在9.8°CA ATDC达到平均温度火焰峰值,而15%负荷在12.8°CA ATDC才上升到最高温度。在燃烧前期碳烟大量生成,KL因子迅速增加至峰值,燃烧至后期,KL因子保持一个水平,高温新生成的碳烟与之前生成碳烟被氧化的速度基本持平,有轻微下降。其中10%负荷柴油火焰燃烧持续期短,后续燃烧中没有再生成新的碳烟,KL因子后期在持续降低。20%负荷KL因子最大,生成的碳烟最多。NOX的排放量在25%负荷工况下比50%负荷工况下更高,这与计算得出的高温火焰面积在25%工况下更大的结论相一致,另外,25%负荷工况下的烟度大于50%负荷工况下的烟度,也与计算得出的平均KL因子在25%负荷工况下更大相匹配,证明本文中的计算结果是合理的。
刘煜东[4]（2020）在《光场层析成像火焰三维温度场测量方法与系统研究》文中进行了进一步梳理燃烧广泛存在于能源动力、航空航天、冶金和化工等领域。准确可靠的火焰温度监测有利于提高燃烧效率、降低污染排放、保证生产安全。同时,火焰三维温度分布的准确测量既是燃烧过程机理研究的基础,也是燃烧装置设计的重要依据。基于火焰辐射光场成像的火焰温度场测量方法具有非侵入、响应时间短、系统简单、不需要信号发射装置等优点,获得了广泛关注。本文主要开展了基于光场层析成像的火焰三维温度场测量方法研究,为开发可靠的火焰三维温度场测量仪器提供了理论和技术基础。首先,介绍了火焰辐射的光场成像基本过程,发展了火焰辐射逆向光线追迹模型。结合火焰的辐射传输特性,提出了光场采样方向和位置特性的定量评价指标。分析了探测器像素、微透镜位置以及光场成像系统光学参数对光场采样特性的影响。在此基础上,提出了火焰辐射光场采样的优化方案,采集了轴对称和非轴对称火焰的辐射信息,并利用光场体重建方法重建了火焰温度分布。结果表明优化后的火焰辐射角度采样增大了23倍,非轴对称火焰的重建误差小于3%。针对光场体重建温度场空间分辨率低的问题,将光场重聚焦成像和光学分层成像技术相结合,开展了光场层析成像三维重建方法的研究。着重研究了光学分层重建断层辐射强度重建精度低的问题,分析了火焰发射率对温度重建精度的影响,进而提出了改进的光场层析成像温度场测量方法（Light Field Sectioning Pyrometry,LFSP）。发展了光场重聚焦图像的点扩散函数模型,据此分析了光场相机光学参数与深度分辨率和横向分辨率之间的关系,进而实现了对LFSP重建空间分辨率的定量评价与相机的参数优化。结果表明LFSP重建的横向分辨率和深度分别可以达到100μm和10mm,显着高于传统的光场体重建方法。在相机参数优化的基础上,设计并研制了光学参数可灵活调整的笼式光场相机,并对相机的装配精度、成像的渐晕与畸变、传感器的噪声与线性度等方面进行了分析与评估。开发了基于笼式光场相机的信息处理软件,具有相机拍摄参数控制、光场原始图像采集与解码、光场成像结果展示与存储等功能。在此基础上,对测量系统进行了参数标定与性能评估。结果表明:笼式光场相机的装配精度、成像特性及图像传感器性能均满足实验需求;LFSP测量系统的温度标定误差小于3%。为了验证LFSP的可行性,对乙烯扩散火焰和高温多相流进行了实验研究。对于乙烯扩散火焰实验,主要重建了层流、湍流、双峰等不同结构和流动特性下火焰的三维温度场,并与热电偶测量结果进行了比较与分析。结果表明:LFSP的测量结果与热电偶测温结果相吻合,具有较好的温度测量准确性;同时,LFSP具有较高的空间分辨率以及时间分辨率。对于高温多相流实验,根据对象特性改进了温度测量算法,将LFSP与粒子追踪测速技术相结合,同时测量了高温飞行颗粒的温度、速度参数,并与理论模型和实验现象进行了比较与分析。结果表明:飞行颗粒的温度变化趋势与理论模型一致,大量颗粒温度高于铁及氧化亚铁的熔点,这与形态观察中发现大量颗粒出现熔化的现象相一致。总的来说,实验结果证明了LFSP测量技术的可行性,具有广泛的应用前景。
何旭,伍岳,马骁,李雁飞,齐运亮,刘泽昌,徐一凡,周扬,李熊伟,刘聪,冯海涛,刘福水[5]（2020）在《内燃机光学诊断试验平台和测试方法综述》文中研究指明活塞式内燃发动机是现代工业中应用最为广泛的动力机械装置。由于其内部燃料喷射、蒸发、燃烧等复杂的工作过程会对发动机的结构可靠性、能量利用效率和污染物生成产生极大影响,研究内部过程的物理机理并确定控制策略对于发动机的设计和改进具有重要的科学意义和实用价值。近年来,为更加深入理解发动机内部工作过程,研究人员广泛采用光学诊断试验技术来测量发动机缸内流动和燃烧特性。本文首先介绍了各类用于模拟发动机工作过程的试验台架（如定容燃烧弹、快速压缩机、光学发动机等）。在此基础上,分析了各类光学诊断技术的基本原理及其在发动机研究中的应用。光学诊断技术分为两类进行讨论,分别是基于传统光学的传统诊断技术（如纹影法、双色法等）和基于激光的先进诊断技术（如粒子图像测速法、激光诱导荧光法等）。光学诊断技术可在多尺度下测量缸内温度、物质浓度、液滴粒径等参数,为准确评估发动机喷油、蒸发、燃烧过程提供试验依据。更重要的是,光学诊断技术为更加深入理解高温高压环境下流动、燃烧的物理/化学机理提供了可能性,为开发高功率、高能效、低排放的先进发动机提供可靠的试验手段,同时为研究人员未来开展基础试验研究、更加深入地理解发动机工作过程提供指导。
张玉林[6]（2020）在《激光诱导炽光法测量燃烧中碳烟的仿真与实验研究》文中提出在内燃机研究领域,节能减排是目前的主要发展方向。缸内直喷汽油机凭借其出色的性能得到了乘用车市场的认可,但是其微粒排放过高,对人体健康和环境有很大影响。微粒的主要成分是碳烟,对于碳烟形成原因及相关控制策略的研究,很大程度上依赖于对火焰内部碳烟的实时观测。近年来,以激光诱导炽光法为代表的激光诊断技术,作为一种非介入式的光学手段,可以在不干扰燃烧的情况下测量火焰中瞬态碳烟分布。本文采用基于双色法的激光诱导炽光法（2C-LII）作为测量手段对GDI汽油机缸内的碳烟浓度分布情况进行探究。相关研究表明,醇类等替代燃料的内部含氧特性对改善微粒排放有着积极作用,为此本文选取乙醇为研究对象,详细探究乙醇掺混比对GDI汽油机缸内碳烟浓度分布及微粒排放特性的影响。本文基于能量守恒和质量守恒定律建立了激光诱导炽光法测量碳烟颗粒参数的模型,对激光加热过程中碳烟颗粒的温度变化进行仿真计算,包括碳烟颗粒吸收激光能量引起的内能增加过程,以及高温颗粒与周围环境气体之间发生的热传导、升华、热辐射等热损失过程。然后将建立的模型与已发展的K-R模型、Liu模型和Michelsen模型进行对比分析。不同模型的差异主要集中在热损失机理的子模型上。本文建立了层流乙烯-空气扩散火焰LII测试系统,利用2C-LII测试方法测量层流乙烯-空气扩散火焰的碳烟分布。将测量结果与参考文献数据进行对比,发现本文的测量结果在火焰左右两边碳烟最浓区域处碳烟分布不是十分对称,经过试验验证发现激光片光在穿过火焰的过程中被碳烟颗粒吸收了一部分能量,造成了能量的衰减。本文测得的实验结果和参考文献数据在碳烟体积分数数量级和二维分布上都保持了良好的一致性,验证了测试方法的准确性。本文建立了GDI光学发动机LII测试系统,以E0、E20、E40、E60为燃料,利用LII测试方法测量四种燃料在两个工况条件下GDI光学发动机缸内碳烟浓度分布随曲轴转角的变化关系,根据实验数据进行定量分析,选取距离缸套顶部往下5mm、10mm两个平面进行测量。研究结果表明:1)在测量平面上,碳烟分布不均匀趋势明显,在靠近进气门的一侧碳烟较多。2)平面上的碳烟浓度由碳烟生成和氧化共同决定,因此燃用不同燃料时碳烟最浓时刻略有波动。3)在工况1条件下,E0燃料、E20燃料、E40燃料和E60燃料在5mm平面的平均碳烟体积分数最大值分别为2.01×10-8,2.06×10-8,1.62×10-8,8.44×10-9;在10mm平面的平均碳烟体积分数最大值分别为4.72×10-8,5.35×10-8,2.97×10-8,3.01×10-8;在工况2条件下,四种燃料在5mm平面的平均碳烟体积分数最大值依次为1.76×10-8,3.91×10-8,1.16×10-8,1.01×10-8;在10mm平面的平均碳烟体积分数最大值依次为4.96×10-8,3.04×10-8,1.38×10-8,1.25×10-8。整体来看:相同工况条件下,同种燃料在10mm平面的平均碳烟体积分数最大值大于5mm平面;在相同平面上,同种燃料在工况1条件下的平均碳烟体积分数最大值大于工况2;在相同工况的相同平面上,随着乙醇掺混比例的增加,平均碳烟体积分数最大值逐渐减小。利用DMS500快速颗粒分析仪分别测量了光学发动机使用不同燃料的微粒排放数量浓度和粒径分布,结果表明,随着乙醇掺混比例的增加,微粒总的数量浓度逐渐减小。
宋哲[7]（2020）在《基于自由基光谱的预混火焰温度检测研究》文中研究表明燃烧火焰温度是燃烧的重要参数,关系到燃烧稳定性、安全性、经济性和环保性。双色法测温具有简单可靠等特点,由于预混气体燃烧没有碳烟颗粒,无法直接采用双色法测温。因此本文研究基于C2*自由基光谱的预混气体燃烧火焰双色法测温,分析了碳烟颗粒的生成机理以及C2*自由基与碳烟颗粒的关系,理论证明了 C2*自由基可以作为示温粒子的条件,采用甲烷/空气、丁烷/空气两种预混气体分别燃烧,进行测温算法验证。本文的主要工作如下:首先基于普朗克定律和维恩公式获得双色测温法公式,分析了双色法公式的适用条件。针对碳氢燃料燃烧火焰中能够具有黑体辐射的产物主要是碳烟颗粒,分析研究了碳烟颗粒的生成过程,并从形成碳烟颗粒初核之前的参与生成碳烟颗粒的重要物质进行探究,寻找具有黑体辐射的粒子。碳烟颗粒的前驱体为多环芳烃,分析多环芳烃的基元组分和基元反应可知,C2*自由基是产生多环芳烃的重要途径,为基于C2*自由基光谱的双色法测预混气体火焰温度奠定一定的理论基础。其次分析了燃烧火焰中不同自由基的分布、特性及参与的反应,并用理论分析证明了 C2*自由基满足示温粒子资格条件,说明C2*自由基具有示温粒子的特性,其光谱满足双色法的适用条件,因此可进行预混气体燃烧火焰测温。最后搭建了两种燃气（甲烷、丁烷）预混燃烧试验台,包括燃烧器、多点温度巡检仪和光谱采集系统。基于多点温度巡检仪测得燃烧火焰温度,并对热电偶测温进行热损失补偿和数据处理,作为燃烧火焰实测温度。基于光谱采集系统获取燃烧火焰在C2*自由基特征谱线处的光谱信息,采用双色法计算燃烧火焰温度,与热电偶实测温度进行对比,结果表明基于C2*自由基的双色法测预混气体火焰温度的有效性。
山石泉[8]（2020）在《基于能量利用的富氧燃烧辐射问题与系统研究》文中进行了进一步梳理基于热功转换的传统能源生产方式受到热力循环最高参数的限制,无法有效利用高温燃烧能量;因此,以能量品质匹配原则为基础构筑燃烧光热能量分级转化系统是实现能源高效利用的一项重要技术思路。富氧燃烧既是一种控制CO2排放的关键技术,又能够产生具有较高利用价值的高温燃烧辐射能。因此从能质匹配利用角度研究富氧燃烧辐射能特征及相应的富氧燃烧光热能量分级利用系统则具有重要的意义。本文按照富氧燃烧单色辐射能效评价理论→高效高精度宽范围富氧燃烧气氛辐射总体模型开发→富氧燃烧辐射能量特征理论分析→富氧燃烧辐射能量特征实验探究的研究路线对富氧燃烧热辐射能量利用的关键问题进行研究,最后构筑了基于富氧燃烧的光热能量分级转化系统并进行参数分析。为了合理评价富氧燃烧高温辐射能量品质,首先建立了能够表征光谱辐射可用能的辐射热力学理论。在讨论了黑体辐射?的几种表达式基础上,从辐射能和热能不同的观点出发建立了辐射机模型,证明了Petela黑体辐射?公式的有效性。基于辐射等效温度的概念,通过建立无限分级卡诺热机模型,提出了积分形式的单色光子?表达式;同时给出了等效温度与辐射波长之间的近似关系。最后,利用无限分级卡诺热机模型讨论了单色光子的熵,并给出了积分形式的光子熵的表达式。并验证了单色光子的熵和?之间满足热力学关系,可以反映辐射能和热能之间的差异。详细总结灰气体加权（WSGG）模型的开发理论及步骤,并改良WSGG模型结构使其能够兼容更宽压力范围的参数。以EM2C实验室的统计窄谱带（SNB）模型作为基准,开发出适用三种典型压力条件下的富氧燃烧特性的WSGG模型系数。将该改进模型同时应用于一维和二维算例,以验证其准确性。结果发现改进模型的结果与基准模型的结果非常吻合,从而说明改进模型的合理性。在此基础上,又进一步开发了适应更宽参数范围H2O/CO2混合气氛的改良WSGG辐射模型参数,新模型可适用于0.1-3 Mpa范围,其温度范围为500-2500K,行程长度为0.001-60 m,H2O/CO2摩尔比范围为0.125-4。新的WSGG模型可适应多种燃料以及多数燃烧设备的燃烧条件。此外,还基于新模型深层次地研究压力对混合气体辐射传热的影响。发现在高压条件下,新的WSGG模型计算的混合气体发射结果与基准模型结果吻合较好,一维算例在1 m行程长度下的平均源项误差最大不超过4%,平均热流误差最大值仅在3%左右;鉴于常压下WSGG模型则不能取得很好效果,因此宽范围新模型的建立是很有意义的。研究还发现在一定的压力范围内,压力增大能增强H2O/CO2混合气体的辐射换热,存在一个强化混合烟气辐射换热的最佳的压力。同时,压力对低H2O/CO2摩尔比值混合烟气辐射强度影响更大。基于热力学第二定律,将单色辐射光子可用能理论与辐射传递方程相结合,建立了基于热力学第二定律的单色辐射熵及辐射?传递方程,可用来更加合理准确的计算及分析单色光谱辐射传递过程中的能量品质及变化,通过理论及数值验证发现辐射熵与辐射?传递计算之间符合热力学规律。在此基础上,通过构建一维炉膛燃烧介质辐射算例,计算燃烧介质辐射能量特征。探究温度,气体摩尔比,压力,行程长度以及颗粒粒子数密度等参数对光谱辐射能及光谱辐射?比例分布的影响。结果表明,在各个工况条件下,光谱辐射能量占比特征与光谱?占比特征一致,可以使用光谱能量的分布特征来预测光谱?的分布特征。影响辐射能量光谱分布特征的主要参数是温度。基于改造的管式炉燃烧平台,对煤粉富氧燃烧辐射能流特征进行了实验研究。探究了温度,氧气浓度,气氛以及煤种等因素对辐射能流特性的影响,并基于本文开发的辐射热力学理论探究辐射?规律。结果发现温度及氧浓度的增大使得煤粉燃烧的辐射功率增大,波长4.1μm以下的短波段辐射占比增加,而温度的影响更明显。辐射?功率的变化趋势与辐射功率基本一致。煤种及氧浓度对?能比的影响不太大,主要因素是温度。而通过构建一维算例能够预测光谱能量占比。基于自行搭建的平焰燃烧器实验平台,实验研究了半焦射流火焰的光谱辐射能量特征,并基于辐射热力学理论研究了辐射?分布规律。结果发现高温及高氧浓度直接增强辐射强度。其他条件不变的情况下,O2/CO2气氛中辐射强度较低。平焰燃烧器实验中不同工况下能量比例分布基本符合灰体分布规律,1400°C左右,1.1-3μm波段辐射占比达60%,可通过构建一维算例预测。不同工况的辐射?比例分布结果与辐射能量比例分布结果类似。基于中试试验台的实验结果显示,固体燃料纯氧燃烧产生类似于灰体的光谱。计算获得的光谱辐射?较大并与光谱辐射能分布特征相似。纯氧燃烧可产生2000 K以上的高温,具有极高的能量品质。该温度下由于传统的热力循环最高参数的限制则造成较大程度能量品质损失,光热能量分级利用的思路对纯氧高温燃烧更加关键。最后在总结燃烧光热能量分级利用的理论及原则的基础上构筑了直接利用火焰能量的富氧燃烧光热能量分级转化系统,以及基于光谱调节的富氧燃烧热光伏-布雷顿-朗肯联合循环光热能量分级转化系统（TBRC）。对于直接利用火焰能量的富氧燃烧光热能量分级转化系统,通过建立热力学分析模型并基于富氧燃烧辐射能量特性实验数据分析系统的性能。模拟结果表明相比不添加光伏装置的基本朗肯循环,理想条件下,随着光伏比例的增加能够提高系统效率约13个百分点。新系统中锅炉?损（60%左右）远大于朗肯循环（7%左右）,光伏板的加入主要降低了锅炉传热?损,从而降低系统?损,提高系统效率。直接利用火焰能量的富氧燃烧光热能量分级利用系统中,对于不同燃煤,使用无烟煤与烟煤系统效率较高,而褐煤最差。基于光谱调节的富氧燃烧光热能量系统（TBRC）,使用热光伏装置来对燃烧辐射能量进行光谱调节,从而进行光电转化。通过构建热光伏,布雷顿朗肯联合循环等子系统模型,对150 kW小系统进行模拟分析研究。结过表明该系统效率相比同容量热动力循环可提高20个百分点。21%O2/N2燃烧气氛条件下的系统最佳功率接近于30%O2/CO2左右的条件的功率;氧气浓度对系统功率的影响在O2/CO2燃烧气氛下更大一些。基于480 MW的高参数高效率燃气蒸汽联合循环系统所构筑的富氧燃烧光热能量分级系统在纯氧燃烧条件下理论最高效率可达86%,相比于空气燃烧的联合循环机组提高了26个百分点,这体现了富氧燃烧光热能量分级利用系统的发展潜力。
郑志伟[9]（2019）在《瞬态火焰与壁面相互作用的研究》文中进行了进一步梳理在受限空间内,例如发动机燃烧室内,火焰撞壁现象经常发生而且该过程是不可避免的。火焰与壁面间的相互对燃油的蒸发混合,火焰的扩散有关键的影响,从而会进一步影响发动机燃烧室的燃烧过程及排放过程。目前随着发动机先进燃烧技术的不断发展,湿壁现象在发动机燃烧室同样不可壁免,相比于火焰与壁面相互作用,火焰与湿壁间的相互作用同样是值得重视的。为了解火焰与干湿壁面间的相互作用,本文采用高速纹影法及自发光成像的方法对甲烷瞬态火焰与干湿壁面间的相互作用进行了相关研究。首先,采用高速纹影法对甲烷瞬态火焰与干湿壁面相互作用过程中火焰形貌发展过程及影响因素进行记录并分析。重点探究了火焰与壁面相互作用过程中火焰伸展半径及火焰厚度的影响。结果发现,壁面高度,燃料流速及壁面干湿条件对火焰与壁面相互作用过程中火焰伸展半径和火焰厚度均有一定影响。之后,使用ICCD相机对火焰自发光及羟基自发光情况进行了拍摄,并探讨了壁面高度,燃料流速及壁面干湿条件对甲烷瞬态火焰与壁面相互作用过程中火焰自发光亮度及羟基分布的影响。结果发现:（1）火焰自发光强度受壁面高度、燃料流速及壁面干湿条件的影响。壁面高度升高时,火焰与壁面相互作用过程中火焰自发光亮度有明显的降低,同时火焰明亮部分面积缩小,且向壁面方向移动。当流速改变时,自发光亮度有所提高。壁面干湿条件的变化同样会影响火焰自发光亮度情况。相较于干壁面,湿壁条件下,火焰亮度具有明显的提升,并且不同的湿壁条件对火焰自发光亮度影响情况不同。（2）羟基分布情况受壁面高度,燃料流速及壁面干湿条件的影响。随着壁面高度增加,羟基峰值向靠近壁面方向移动,在火焰前锋处,燃料充分燃烧,燃烧程度较高,羟基分布较多。流速的增加能够使羟基分布向壁面方向移动,同时浓度增加。壁面干湿条件对羟基分布的影响主要体现在近壁区域的分布,同时油膜厚度及种类也会对羟基分布造成一定影响。最后,探究了不同壁面高度,燃料流速及壁面条件下,火焰与壁面相互作用时火焰淬熄距离。结果发现,火焰淬熄距离受壁面高度及其他因素的综合影响,火焰淬熄距离与燃料流速是呈正相关的。壁面条件对火焰淬熄距离存在一定影响,油膜厚度的差异也会对火焰淬熄距离造成影响,但是不同的油膜种类在相同的厚度情况下,火焰淬熄距离相差不大。
李明杰[10]（2019）在《弥散介质条件下对称与非对称火焰参数多波长重建的数值研究》文中研究指明环境污染是世界各国都需面临的重大问题,化石燃料的大量燃烧不仅造成了环境中碳排放的总量居高不下,还导致了严重的大气污染,其燃烧颗粒产物更是可吸入颗粒物的主要来源之一。对火焰温度场、颗粒浓度场以及颗粒辐射参数进行准确测量是实现燃烧诊断进而精确控制燃烧过程的重要一环。然而,由于燃烧产物中不同粒径大小的弥散颗粒（烟黑、炭粒等）的存在,这些辐射参与性介质会对火焰发出的辐射能产生衰减作用,进而对温度场造成影响,因此在考虑介质弥散特性的前提下,开展高精度的火焰参数测量研究十分必要,这对于提高用能设备的燃烧效率,降低燃烧污染物排放均有重要意义。对燃烧颗粒污染物辐射特性的研究,尤其是对烟黑颗粒的研究是国际辐射传热领域的热点。烟黑颗粒在燃烧中会发出可见光波段的辐射能,而基于辐射图像的层析重建技术能将该辐射能作为输入信号,通过合适的重建算法就能对火焰关键参数进行准确反演测量,具有高精度、高维度、可实时测量的优点。然而,截至目前,该技术仍存在以下问题尚未解决:第一,弥散介质的吸收特性对火焰辐射场有重要影响。而当前基于烟黑自吸收条件下的重建算法缺乏对火焰辐射多波长信息的支持,且过多的简化条件限制了其在高颗粒浓度条件下的测量精度。第二,对于煤粉类火焰而言,颗粒散射的作用受颗粒粒径尺寸和波长两方面的影响而不能简单的被忽略。吸收系数、散射系数作为表征颗粒辐射特性的两个关键参数,其传统意义上的求解是在已知颗粒物性参数的基础上,通过Mie理论直接计算获得。然而,这些弥散介质辐射参数与火焰温度、颗粒粒径分布、颗粒数密度都密切相关,其中,对颗粒粒径分布、颗粒数密度本身的求解就是尚未攻破的难题,因此,通过直接应用Mie散射理论求解难以获得准确的结果。第三,实际中的火焰往往是非对称的,而传统重建算法对于非对称火焰的重建精度和速度都存在明显不足,这也限制了现有的测量技术在实际应用中的发展。针对以上问题,本文首先建立了包含介质发射、吸收、无散射条件下的发射层析重建模型,通过结合非迭代最小二乘Tikhonov正则化算法和多波长解耦算法,实现了对轴对称模拟火焰温度和烟黑体积浓度的高精度重建。研究结果表明,将多光谱解耦技术与烟黑自吸收模型相结合,可以使重建精度大幅提高,在相对噪声为5%的条件下,重建的火焰温度和烟黑积浓度的均方差分别为0.15%和4.91%,高于传统双色法的精度。在此基础上,本文又重点研究了散射系数逆向重建方法,构建了用于重建各向异性散射火焰的非均匀温度、散射系数的重建算法,引入了基于广义源项多流的思想,通过建立烟黑辐射系数与物性参数之间的函数关联,完成了对散射系数的逆向重建。第三,针对传统算法在有限角度下重建非对称多峰火焰时存在的重建精度低、速度慢的缺陷,本文建立了基于粒子群算法优化权重参数的先验ARTTV算法,利用非对称辐射源项测试了所提出算法的重建性能,结果表明,与传统的重建算法相比,ARTTV-PSO算法对于多峰非对称火焰的反演精度优于ART、SART、正则化、LSQR等传统算法,两者之间的精度有1%-10%的差距。另一方面,为了改善迭代类算法重建速度慢的问题,本文利用ELM神经网络法对ARTTV-PSO算法的性能实施拟合逼近以提高算法的重建速度。由仿真结果可知,基于“ARTTV-PSO内核”的ELM神经网络与原始ARTTV-PSO算法几乎具有相同的重建性能,但其重建速度比ARTTV-PSO算法提高了约300倍。本文的研究从弥散介质的辐射特性入手,对火焰参数的重建算法进行了深入研究,同时针对非对称火焰目标,提出了兼顾重建精度与重建速度的神经网络算法,这些技术为实际工业火焰的在线测量提供了行之有效的方案。
二、Experimental Study on Measurement of Flame Temperature Distribution Using the Two-Color Method（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Experimental Study on Measurement of Flame Temperature Distribution Using the Two-Color Method（论文提纲范文）
（1）基于光学诊断的煤与生物质颗粒混合着火及燃烧特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 煤及生物质颗粒燃烧特性实验方法 |
| 1.3 煤、生物质颗粒脱挥发分及着火机理研究 |
| 1.4 煤粉颗粒群湍流燃烧光学诊断研究 |
| 1.5 煤与生物质混合燃烧特性研究 |
| 1.6 煤及生物质燃烧过程中碱金属释放及催化燃烧特性研究 |
| 1.7 气体预热及氮气添加对燃料燃烧中碳烟生成特性的影响 |
| 1.8 本文研究结构及内容 |
| 2 试验仪器及所用燃料特性 |
| 2.1 煤及生物质颗粒射流燃烧平台 |
| 2.1.1 Hencken型平面火焰燃烧器及高温加热炉 |
| 2.1.2 给粉器 |
| 2.2 光学测量仪器 |
| 2.2.1 Nd:YAG激光器 |
| 2.2.2 染料激光器 |
| 2.2.3 相机和光谱仪 |
| 2.2.4 电子通信设备 |
| 2.3 离线化学分析仪器 |
| 2.3.1 热重分析仪 |
| 2.3.2 碱金属含量分析仪器 |
| 2.4 所用燃料特性 |
| 3 煤及生物质单颗粒的着火和燃烧特性研究 |
| 3.1 实验系统及方法介绍 |
| 3.2 基于自发光信号的煤及生物质单颗粒着火和燃烧过程分析 |
| 3.2.1 煤及生物质单颗粒燃烧的自发光光谱特性分析 |
| 3.2.2 单颗粒着火和燃烧过程的时间分辨及光谱分辨图像分析 |
| 3.3 煤及生物质单颗粒着火、燃烧特性研究 |
| 3.3.1 煤及生物质燃烧的热重分析 |
| 3.3.2 常规(N_2/O_2)及富氧(CO_2/O_2)气氛下单颗粒的着火、燃烧特性 |
| 3.3.3 烟气温度、氧含量及颗粒粒径对单颗粒着火、燃烧特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 煤与生物质颗粒群的着火及燃烧特性研究 |
| 4.1 实验系统及方法介绍 |
| 4.1.1 光学测量系统介绍 |
| 4.1.2 火焰图像处理方法 |
| 4.1.3 实验工况设定 |
| 4.2 煤粉颗粒群着火和燃烧特性研究 |
| 4.2.1 不同雷诺数条件下煤粉颗粒群的着火及火焰结构 |
| 4.2.2 温度对颗粒群着火、燃烧特性的影响 |
| 4.2.3 一次风氧含量对颗粒群着火、燃烧特性的影响 |
| 4.2.4 环境氧含量对颗粒群着火、燃烧特性的影响 |
| 4.3 煤与生物质混合燃料着火和燃烧特性研究 |
| 4.3.1 生物质掺混比例对颗粒群着火及燃烧特性的影响 |
| 4.3.2 不同气流条件下的混合燃料着火、燃烧特性 |
| 4.3.3 煤与生物质混燃的反应动力学特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 煤及生物质燃烧过程中碱金属的析出及催化燃烧特性研究 |
| 5.1 煤及生物质单颗粒燃烧过程中碱金属的析出特性研究 |
| 5.1.1 燃料中碱金属赋存形态及含量分析 |
| 5.1.2 单颗粒燃烧中碱金属的析出过程分析 |
| 5.1.3 生物质单颗粒燃烧中不同赋存形态的碱金属的析出特性 |
| 5.1.4 温度及氧含量对碱金属析出特性的影响 |
| 5.2 碱金属催化颗粒燃烧特性研究 |
| 5.2.1 不同赋存形态的碱金属对单颗粒燃烧特性的影响 |
| 5.2.2 碱金属催化燃烧的反应动力学特性分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 气体预热及氮气添加对火焰中碳烟生成的影响机制研究 |
| 6.1 碳烟火焰燃烧系统及光学测量系统 |
| 6.1.1 气体预热型燃烧器及火焰工况设置 |
| 6.1.2 LII测量系统 |
| 6.1.3 碳烟浓度消光法标定 |
| 6.1.4 碳烟颗粒温度的双色法测量 |
| 6.2 不同气体预热温度工况中碳烟火焰的自发光图像分析 |
| 6.3 气体预热温度对碳烟颗粒生成的影响 |
| 6.3.1 碳烟体积浓度二维分布 |
| 6.3.2 碳烟生成速率及生成量分析 |
| 6.3.3 碳烟颗粒温度分布 |
| 6.3.4 各类型火焰中碳烟生成的全局活化能 |
| 6.4 添加氮气抑制碳烟生成的影响机制 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 全文总结与展望 |
| 7.1 主要研究内容及结论 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（2）基于自发辐射分析的被动式燃烧诊断技术研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 火焰发射光谱技术 |
| 1.1 火焰发射光谱原理 |
| 1.2 定性分析 |
| 1.3 定量计算 |
| 1.3.1 温度 |
| 1.3.2 组分体积分数 |
| 2 火焰图像处理技术 |
| 2.1 火焰图像检测 |
| 2.2 定性分析 |
| 2.2.1 射流扩散火焰的火焰形状 |
| 2.2.2 射流扩散火焰的脉动特性 |
| 2.2.3 煤粉射流火焰的着火参数 |
| 2.3 定量计算 |
| 2.3.1 火焰图像的辐射标定 |
| 2.3.2 火焰温度图像 |
| 3 热辐射成像技术 |
| 3.1 基本原理 |
| 3.2 三维温度场可视化重建 |
| 3.3 温度分布与介质辐射参数（体积分数）同时重建 |
| 4 发展和应用 |
| 4.1 自发辐射燃烧诊断技术的发展 |
| 4.1.1 更丰富的检测信号 |
| 4.1.2 更高的检测分辨率及精度 |
| 4.1.3 更多的检测结果 |
| 4.2 自发辐射燃烧诊断技术的应用 |
| 5 结论 |
（3）船用柴油机缸内火焰燃烧瞬态温度场分布特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 内燃机燃烧可视化试验装置研究现状 |
| 1.2.1 定容燃烧弹系统 |
| 1.2.2 快速压缩机 |
| 1.2.3 光学发动机 |
| 1.3 内燃机燃烧火焰温度相关测试技术 |
| 1.3.1 接触式测温技术 |
| 1.3.2 非接触式测温技术 |
| 1.4 本文研究意义及主要内容 |
| 1.4.1 本文研究意义 |
| 1.4.2 本文研究主要内容 |
| 第2章 双色法原理及试验系统介绍 |
| 2.1 双色法原理 |
| 2.2 基于双色法原理的误差分析 |
| 2.2.1 火焰中化学发光的影响 |
| 2.2.2 火焰与环境气体温差的影响 |
| 2.2.3 光轴方向上温度和碳烟浓度不均匀的影响 |
| 2.2.4 碳烟透光率和壁面反射的影响 |
| 2.2.5 公式推导误差 |
| 2.3 试验系统 |
| 2.3.1 单缸机系统 |
| 2.3.2 内窥镜及高速摄影系统 |
| 2.3.3 控制系统 |
| 2.3.4 排放测试系统 |
| 2.4 试验工况 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 试验标定和图像处理及矫正 |
| 3.1 试验标定 |
| 3.1.1 标定装置及流程 |
| 3.1.2 标定曲线 |
| 3.2 图像处理 |
| 3.2.1 图像处理算法 |
| 3.2.2 图像处理程序软件 |
| 3.3 图像矫正 |
| 3.3.1 相机内参和外参 |
| 3.3.2 相机标定 |
| 3.4 试验误差分析 |
| 3.4.1 光强信号数字化的误差 |
| 3.4.2 双色法固定波长的误差 |
| 3.4.3 标定板平放于活塞的误差 |
| 3.4.4 图像饱和点的误差 |
| 3.4.5 拟合标定曲线的误差 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 单缸机火焰燃烧特性分析 |
| 4.1 火焰宏观结构分析 |
| 4.2 柴油燃烧火焰温度场分析 |
| 4.3 柴油燃烧碳烟浓度场分析 |
| 4.4 缸内压力和燃烧放热率分析 |
| 4.5 柴油燃烧特性分析 |
| 4.5.1 柴油燃烧火焰面积发展分析 |
| 4.5.2 排放特性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
（4）光场层析成像火焰三维温度场测量方法与系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 火焰温度测量技术的研究现状 |
| 1.2.1 接触式测温法 |
| 1.2.2 非接触式测温法 |
| 1.3 辐射法火焰温度测量技术 |
| 1.3.1 火焰辐射测温原理 |
| 1.3.2 辐射成像温度测量技术 |
| 1.3.3 光场成像火焰温度测量技术 |
| 1.3.4 光场成像火焰温度测量技术存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究内容及组织结构 |
| 第二章 火焰辐射光场成像原理与光线采样特性研究 |
| 2.1 火焰辐射光场成像过程 |
| 2.1.1 火焰辐射光场成像原理 |
| 2.1.2 光场逆向追迹模型 |
| 2.2 火焰辐射的光场采样特性 |
| 2.2.1 表征光线 |
| 2.2.2 方向采样 |
| 2.2.3 空间采样 |
| 2.3 光场采样特性的影响分析 |
| 2.3.1 像素与火焰位置 |
| 2.3.2 微透镜放大率 |
| 2.3.3 微透镜焦距 |
| 2.3.4 主镜头放大率 |
| 2.3.5 主镜头焦距 |
| 2.4 光场采样优化及火焰温度体重建 |
| 2.4.1 光场相机辐射采样性能优化 |
| 2.4.2 火焰温度场三维体重建 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光场层析成像火焰三维温度场重建方法研究 |
| 3.1 火焰三维温度场的光场层析成像原理 |
| 3.2 光场重聚焦图像的等效性分析 |
| 3.2.1 火焰辐射光线传输过程的数学模型 |
| 3.2.2 光场重聚焦成像的数学模型 |
| 3.2.3 传统相机成像过程的数学模型 |
| 3.2.4 等效性分析 |
| 3.3 光场层析成像三维温度场测量方法 |
| 3.3.1 光场重聚焦方法 |
| 3.3.2 光学分层成像算法 |
| 3.3.3 辐射测温方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 火焰三维温度场光场层析重建的空间分辨率研究 |
| 4.1 点扩散函数与重建空间分辨率 |
| 4.1.1 点扩散函数 |
| 4.1.2 深度分辨率 |
| 4.1.3 横向分辨率 |
| 4.2 火焰三维温度场光场层析重建 |
| 4.2.1 模拟条件设置 |
| 4.2.2 光场层析重建与点扩散函数的关系 |
| 4.3 光场相机参数对重建空间分辨率的影响 |
| 4.3.1 不同光场相机的重建空间分辨率分析 |
| 4.3.2 重建空间分辨率的优化 |
| 4.4 火焰重建的其他影响因素 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 光场层析成像火焰三维温度场测量系统研究 |
| 5.1 笼式光场相机设计 |
| 5.1.1 总体设计 |
| 5.1.2 结构设计 |
| 5.1.3 组装与调试 |
| 5.1.4 图像校正 |
| 5.2 笼式光场相机成像性能评价 |
| 5.2.1 装配精度检测 |
| 5.2.2 笼式光场相机畸变特性 |
| 5.2.3 图像传感器噪声 |
| 5.2.4 图像传感器的线性度 |
| 5.3 光场层析成像火焰三维温度场测量系统 |
| 5.3.1 系统基本组件 |
| 5.3.2 系统功能测试 |
| 5.4 测量系统的实验标定 |
| 5.4.1 重聚焦深度标定 |
| 5.4.2 点扩散函数标定 |
| 5.4.3 辐射强度标定 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 光场层析成像火焰三维温度场测量实验研究 |
| 6.1 乙烯扩散火焰温度测量实验系统及装置 |
| 6.1.1 乙烯扩散燃烧实验装置 |
| 6.1.2 热电偶火焰温度测量 |
| 6.2 实验结果及讨论 |
| 6.2.1 层流火焰 |
| 6.2.2 双峰火焰 |
| 6.2.3 湍流脉动火焰 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 基于光场层析成像的高温气固两相流温度、速度测量实验 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 测量方法的改进与验证 |
| 7.2.1 高温颗粒的温度测量 |
| 7.2.2 飞行速度测量 |
| 7.2.3 小球下落的验证实验 |
| 7.3 实验系统及装置 |
| 7.4 实验结果及讨论 |
| 7.4.1 单个高温金属颗粒的温度变化 |
| 7.4.2 高温金属颗粒的温度-速度分布 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 论文的主要结论 |
| 8.2 本文的创新点 |
| 8.3 展望与建议 |
| 参考文献 |
| 研究成果 |
| 致谢 |
（5）内燃机光学诊断试验平台和测试方法综述（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 试验平台 |
| 1.1 定容燃烧弹 |
| 1.1.1 点燃式定容燃烧弹 |
| 1.1.2 预燃加热式定容燃烧弹 |
| 1.1.3 内部加热式定容燃烧弹 |
| 1.1.4 流动加热式定容燃烧弹 |
| 1.2 快速压缩机 |
| 1.3 光学发动机 |
| 2 测试方法 |
| 2.1 纹影法 |
| 2.2 双色法 |
| 2.3 消光法 |
| 2.4 折射率匹配法 |
| 2.5 粒子图像测速 |
| 2.6 激光诱导荧光法 |
| 2.6.1 激光诱导荧光法基本原理 |
| 2.6.2 复合诱导荧光原理 |
| 2.6.3 部分特殊的LIF特性和相关技术 |
| 2.6.4 常用荧光物质和激光波长组合 |
| 2.6.5 激光诱导荧光法的典型应用 |
| 2.6.5. 1 混合气测量 |
| 2.6.5. 2 燃烧产物测量 |
| 2.6.5. 3 温度测量 |
| 2.6.5. 4 复合诱导荧光法喷雾测量 |
| 2.6.5. 5 油膜测量 |
| 2.7 激光诱导炽光法 |
| 2.8 相位多普勒粒子测试 |
| 3 总结与展望 |
（6）激光诱导炽光法测量燃烧中碳烟的仿真与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 碳烟的光学测试方法概述 |
| 1.2.1 消光法 |
| 1.2.2 双色法 |
| 1.2.3 激光诱导炽光法 |
| 1.3 LII测量碳烟的研究现状 |
| 1.4 乙醇对发动机微粒排放影响的研究现状 |
| 1.5 GDI汽油机缸内碳烟生成特性的研究现状 |
| 1.6 本文的研究内容与意义 |
| 第2章 基于双色法的激光诱导炽光测量技术 |
| 2.1 2C-LII求解碳烟体积分数原理 |
| 2.2 激光诱导炽光模型 |
| 2.2.1 建立LII模型 |
| 2.2.2 Kock-Roth模型 |
| 2.2.3 Liu模型 |
| 2.2.4 Michelsen模型 |
| 2.2.5 模型讨论 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 2C-LII碳烟浓度定量测试方法的有效性验证 |
| 3.1 燃烧器装置系统 |
| 3.1.1 燃烧器 |
| 3.1.2 燃料供给装置 |
| 3.2 LII测试系统 |
| 3.2.1 激光系统 |
| 3.2.2 采集系统 |
| 3.2.3 信号同步系统 |
| 3.3 黑体炉标定实验 |
| 3.4 层流乙烯扩散火焰碳烟体积分数测量 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 GDI光学发动机缸内碳烟浓度测量 |
| 4.1 光学发动机试验平台搭建 |
| 4.1.1 试验用发动机及整体台架 |
| 4.1.2 发动机尾气微粒测试系统 |
| 4.2 实验参数及实验方案 |
| 4.3 缸内碳烟浓度分布测量 |
| 4.4 排气颗粒物测量 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（7）基于自由基光谱的预混火焰温度检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 接触式测温 |
| 1.2.2 非接触式测温 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 双色法测温机理 |
| 2.1 双色法公式及适用条件 |
| 2.2 碳烟颗粒的生成机理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 C_2~*自由基特性分析与研究 |
| 3.1 火焰自由基简介 |
| 3.2 C_2~*自由基满足示温粒子资格条件 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于C_2~*自由基光谱的预混气体双色法测温 |
| 4.1 预混气体燃烧实验装置 |
| 4.1.1 燃烧系统 |
| 4.1.2 测温系统 |
| 4.1.3 光谱系统 |
| 4.2 甲烷/空气预混燃烧火焰的双色法测温 |
| 4.2.1 热电偶测温补偿与数据处理 |
| 4.2.2 双色法参数修正、波段选择及光谱数据处理 |
| 4.2.3 实验结果及讨论 |
| 4.3 丁烷/空气预混燃烧火焰的双色法测温 |
| 4.4 误差分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（8）基于能量利用的富氧燃烧辐射问题与系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 富氧燃烧技术 |
| 1.2.1 富氧燃烧技术简介 |
| 1.2.2 富氧燃烧基础研究 |
| 1.3 富氧燃烧热辐射关键问题 |
| 1.3.1 气体辐射特性模型 |
| 1.3.2 辐射热力学研究现状 |
| 1.3.3 富氧燃烧火焰辐射特性 |
| 1.4 光热能量分级转化系统研究 |
| 1.4.1 基于太阳能的光热能量分级转化系统 |
| 1.4.2 基于燃烧热光伏技术的光热能量分级转化系统 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 富氧燃烧辐射热力学理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 黑体辐射? |
| 2.2.1 几种代表观点 |
| 2.2.2 不可逆性的讨论 |
| 2.2.3 三个公式的差异 |
| 2.2.4 讨论黑体辐射?的辐射机模型 |
| 2.3 单色辐射? |
| 2.3.1 关于单色光子?的讨论 |
| 2.3.2 等效温度公式的讨论 |
| 2.3.3 关于黑体辐射的讨论 |
| 2.4 单色辐射熵 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 富氧燃烧气体辐射模型开发理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非灰气体辐射特性模型 |
| 3.2.1 SNB模型 |
| 3.2.2 WSGG模型及改进 |
| 3.2.3 求解耦合气体辐射模型的辐射传递方程 |
| 3.3 灰气体加权模型的开发 |
| 3.3.1 改进WSGG模型系数的拟合 |
| 3.3.2 典型工况下的WSGG模型 |
| 3.4 典型工况WSGG模型计算结果 |
| 3.4.1 考察工况设计 |
| 3.4.2 结果及讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 富氧气氛新型宽范围灰气体加权模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 新型宽范围WSGG模型 |
| 4.2.1 新WSGG模型 |
| 4.2.2 辐射传递方程 |
| 4.2.3 考察算例 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 发射率结果 |
| 4.3.2 一维算例结果 |
| 4.3.3 压力对辐射传热的影响结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 富氧燃烧辐射特性理论研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单色辐射传递过程热力学理论 |
| 5.2.1 单色光谱可用能理论评述 |
| 5.2.2 单色辐射?传递 |
| 5.2.3 单色辐射熵传递 |
| 5.2.4 热力学关系验证 |
| 5.2.5 数值计算验证 |
| 5.3 一维炉膛燃烧介质辐射能量特征 |
| 5.3.1 一维工况设计 |
| 5.3.2 气体辐射模型应用比较 |
| 5.3.3 富氧燃烧介质辐射特性结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 富氧燃烧辐射特性实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 管式炉一维辐射实验 |
| 6.2.1 管式炉实验系统介绍 |
| 6.2.2 实验方法与数据分析 |
| 6.2.3 实验结果与讨论 |
| 6.3 小型平焰燃烧器辐射实验 |
| 6.3.1 小型平焰燃烧器实验系统介绍 |
| 6.3.2 实验方法与数据分析 |
| 6.3.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.4 数值计算验证 |
| 6.4 富氧燃烧中试实验 |
| 6.4.1 富氧中试试验台介绍 |
| 6.4.2 实验方法与工况 |
| 6.4.3 实验结果与讨论结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 富氧燃烧光热能量分级利用系统 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 光热能量分级利用理论及原则 |
| 7.2.1 辐射能量分频利用理论 |
| 7.2.2 光热能量分级利用原则 |
| 7.3 直接利用火焰能量的光热能量分级转化系统 |
| 7.3.1 新型富氧燃烧分级利用系统概念 |
| 7.3.2 系统简化热力学计算模型 |
| 7.3.3 系统性能结果与讨论 |
| 7.4 基于光谱调节的光热能量分级转化系统 |
| 7.4.1 新型热光伏光热能量分级转化系统(TBRC) |
| 7.4.2 光热能量分级转化系统的分析模型 |
| 7.4.3 系统热力学分析结果与讨论 |
| 7.4.4 基于高参数联合循环机组的光热分级系统理想性能分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 全文总结及工作展望 |
| 8.1 主要研究内容与结论 |
| 8.2 论文创新点 |
| 8.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简介 |
| 教育经历 |
| 获奖与荣誉 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 攻读博士期间发表的论文 |
（9）瞬态火焰与壁面相互作用的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.1.1 先进发动机技术 |
| 1.1.2 火焰撞壁产生的原因及影响 |
| 1.2 火焰与壁面相互作用的光学诊断研究进展 |
| 1.2.1 火焰撞壁的光学诊断研究 |
| 1.2.2 火焰撞壁的光学诊断研究国内外现状 |
| 1.3 课题主要研究意义及内容 |
| 第二章 实验装置及光学测试方法 |
| 2.1 瞬态火焰撞壁可视化实验系统 |
| 2.1.1 燃烧器系统实验装置 |
| 2.1.2 高速纹影系统 |
| 2.1.3 图像采集系统 |
| 2.1.4 实验燃料及边界条件选择 |
| 2.2 光学方法的应用 |
| 2.2.1 自发光直接成像 |
| 2.2.2 阴影法与纹影法原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 火焰与干湿壁面相互作用过程中火焰形貌影响因素 |
| 3.1 火焰伸展半径差异及影响因素 |
| 3.1.1 壁面高度对火焰伸展半径的影响 |
| 3.1.2 燃料流速对火焰伸展半径的影响 |
| 3.1.3 壁面条件对火焰伸展半径的影响 |
| 3.2 火焰厚度差异及影响因素 |
| 3.2.1 壁面高度对火焰厚度的影响 |
| 3.2.2 燃料流速对火焰厚度的影响 |
| 3.2.3 壁面条件对火焰厚度的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 火焰自发光及OH~*分布及淬熄距离的探究 |
| 4.1 火焰自发光情况比较 |
| 4.1.1 壁面高度对火焰自发光情况的影响 |
| 4.1.2 燃料流速对火焰自发光的影响 |
| 4.1.3 壁面条件对火焰自发光的影响 |
| 4.2 OH~*分布情况分析 |
| 4.2.1 壁面高度对OH~*分布影响 |
| 4.2.2 燃料流速对OH~*分布影响 |
| 4.2.3 壁面条件对OH~*分布影响 |
| 4.3 淬熄距离的比较及影响 |
| 4.3.1 壁面高度对淬熄距离的影响 |
| 4.3.2 燃料流速对淬熄距离的影响 |
| 4.3.3 壁面条件对淬熄距离的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 本文创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）弥散介质条件下对称与非对称火焰参数多波长重建的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 本文的研究综述 |
| 1.2.1 火焰测温方法概述 |
| 1.2.2 发射CT法与温度解耦重建 |
| 1.2.3 弥散介质辐射参数重建的研究现状 |
| 1.2.4 辐射反问题算法的研究现状 |
| 1.3 本文的主要内容 |
| 第2章 弥散介质发射与吸收条件下轴对称火焰的多波长重建数值研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 弥散介质辐射特性与辐射传递方程 |
| 2.2.1 弥散烟黑介质的吸收特性 |
| 2.2.2 弥散介质辐射传递方程的推导 |
| 2.3 视在光线法 |
| 2.4 基于发射、吸收条件下轴对称火焰参数的多波长重建研究 |
| 2.4.1 非迭代最小二乘正则化算法的建立 |
| 2.4.2 火焰温度与烟黑浓度的解耦重建算法 |
| 2.5 模拟仿真与结果验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 弥散介质散射条件下的火焰多参数重建研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 烟黑颗粒的散射特性 |
| 3.2.1 经典Mie散射理论 |
| 3.2.2 基于逆向求解的烟黑散射系数的推导 |
| 3.3 广义源项理论逆向重建散射系数 |
| 3.3.1 介质辐射传递正向计算 |
| 3.3.2 辐射反问题计算 |
| 3.3.3 火焰多参数解耦重建 |
| 3.4 结果验证与误差分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 弥散介质条件下非对称火焰辐射重建数值研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于先验正则化的ARTTV算法的提出及其智能优化 |
| 4.3 正则因子的自适应PSO算法求解 |
| 4.4 基于ELM神经网络优化的ARTTV算法 |
| 4.5 重建结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 全文总结创新与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 研究展望与未来计划 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 附录2 攻读博士期间参加的科研项目 |
四、Experimental Study on Measurement of Flame Temperature Distribution Using the Two-Color Method（论文参考文献）
- [1]基于光学诊断的煤与生物质颗粒混合着火及燃烧特性研究[D]. 祁胜. 浙江大学, 2021(01)
- [2]基于自发辐射分析的被动式燃烧诊断技术研究进展[J]. 娄春,张鲁栋,蒲旸,张仲侬,李智聪,陈鹏飞. 实验流体力学, 2021(01)
- [3]船用柴油机缸内火焰燃烧瞬态温度场分布特性研究[D]. 颜杰. 哈尔滨工程大学, 2021
- [4]光场层析成像火焰三维温度场测量方法与系统研究[D]. 刘煜东. 东南大学, 2020
- [5]内燃机光学诊断试验平台和测试方法综述[J]. 何旭,伍岳,马骁,李雁飞,齐运亮,刘泽昌,徐一凡,周扬,李熊伟,刘聪,冯海涛,刘福水. 实验流体力学, 2020(03)
- [6]激光诱导炽光法测量燃烧中碳烟的仿真与实验研究[D]. 张玉林. 吉林大学, 2020(08)
- [7]基于自由基光谱的预混火焰温度检测研究[D]. 宋哲. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [8]基于能量利用的富氧燃烧辐射问题与系统研究[D]. 山石泉. 浙江大学, 2020(08)
- [9]瞬态火焰与壁面相互作用的研究[D]. 郑志伟. 天津大学, 2019(01)
- [10]弥散介质条件下对称与非对称火焰参数多波长重建的数值研究[D]. 李明杰. 武汉科技大学, 2019(08)