聲學(xué)法二維溫度場及速度場圖像重建的研究.pdf

1、大型電站鍋爐內(nèi)煤粉的燃燒是一個發(fā)生在大空間范圍、不斷脈動的、具有明顯三維特征的物理化學(xué)過程，因此燃燒工況的監(jiān)測對于鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、潔凈運(yùn)行具有重要的意義。聲學(xué)測量方法具有測量精度高，非接觸式，測量范圍廣，測量對象空間范圍大(可達(dá)數(shù)十米)，實(shí)時連續(xù)測量，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，必將在工業(yè)鍋爐溫度場和速度場的檢測中起到越來越重要的作用。 本文在溫度場的重建過程中應(yīng)用了最小二乘法。該算法以最小二乘法為理論基礎(chǔ)。在溫度場重建的過程中，聲波路徑的

2、彎曲效應(yīng)是影響溫度場重建精度的重要因素。尤其對于梯度較大的溫度場，將聲發(fā)射器/接收器之間的直線作為聲音傳播路徑會給重建結(jié)果造成較大的誤差。本文利用最小二乘法可以很容易地修正聲波路徑，但不可同時實(shí)現(xiàn)溫度場重建和修正聲波路徑，只能采用迭代的方式，首先假設(shè)聲波路徑為直線，初步構(gòu)造溫度場，然后求取聲波路徑，修正溫度場，重復(fù)進(jìn)行這一過程，直至重構(gòu)結(jié)果收斂。本算法通過單峰對稱溫度場，單峰偏斜溫度場和雙峰溫度場進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，結(jié)果證明算法是可行的，同

3、時證實(shí)了如果考慮聲波路徑彎曲效應(yīng)，溫度場重建精度大大提高。 鍋爐燃燒煙氣速度場的測量是燃燒領(lǐng)域一個復(fù)雜但很重要的問題，一旦掌握了爐內(nèi)流場狀況，也就為燃燒的優(yōu)化控制，合理組織生產(chǎn)提供了依據(jù)。聲波檢測技術(shù)是可以用來測量燃煤電站大容量鍋爐煙氣流動工況的幾種方法之一。由于聲波信號穿過爐膛所需的時間受到煙氣流速的影響，根據(jù)測得的各路徑時間值，利用速度場重建算法即可重建出爐膛燃燒煙氣速度場。本文介紹了速度場重建的兩種算法，建立了一個由6個參