一、不同种类燃料火焰的辐射光谱测量（论文文献综述）
李珊[1]（2021）在《基于静电信号和图像的燃烧器火焰检测》文中进行了进一步梳理在能源结构向低碳化转型的关键阶段,为尽快实现“碳中和”,有必要对清洁燃料火焰进行深入研究从而明晰其燃烧特性。本文系统综述了气态和生物质燃料火焰的检测方法以及火焰电学特性研究的发展动态,在实验室规模的燃烧设备上开展了甲烷和生物质燃烧实验,并基于图像和静电信号分析了火焰的形态特征和电学特性,为全面了解清洁燃料燃烧特性提供了参考。本课题的主要工作内容如下:本研究使用非侵入式静电传感器阵列测量不同种类火焰的静电信号,并利用结合经验模态分解和小波阈值处理的降噪方法对静电信号进行去噪预处理。文章提出使用静电信号经验模态分解的能量熵表征火焰中带电颗粒运动复杂度,实现了对火焰中带电颗粒动态特性的具体表征。此外,本文通过静电信号的均方根值,功率谱密度主频和两相邻电极的互相关函数分别分析了火焰中带电颗粒浓度空间分布,火焰闪烁频率以及火焰在空气中的扩散速度。结果表明气流条件和化学反应剧烈程度对火焰中带电颗粒运动复杂度有较大影响,甲烷火焰中部带电颗粒浓度和运动复杂度最大,生物质火焰中带电颗粒空间分布无较大差异。为完整提取火焰燃烧区域实现火焰形态参数的准确计算,本文使用结合Canny边缘检测算法和形态学处理的图像分割方法处理火焰图像。在此基础上本文定义和计算了不同燃烧工况下火焰的长度、宽度和归一化灰度平均值,并对这些特征参数的影响因素展开了分析。利用图像信息,本文对图像序列互相关系数进行频谱分析提取了火焰的闪烁频率,提出使用火焰最大宽度位移速度表征火焰在空气中的扩散速度并与静电法所得结果进行了比对分析,验证了两种方法的可行性。实验结果表明火焰闪烁频率随燃料流量的加大增大,预混火焰扩散速度在当量比稍大于1时达到最大值。
黄显良[2]（2021）在《基于光谱分析的生物质压缩颗粒燃烧特性研究》文中进行了进一步梳理生物质能是一种重要的大储量可再生能源,在燃烧过程中可实现“零碳循环”,因而生物质能在能源结构中占有越来越重要的地位。但生物质能源同时具有高K含量、高含水量、低热值等的特点。生物质燃烧过程中有大量的K释放到气相,并由此产生腐蚀、结渣、结焦等危害燃烧设备的问题。基于辐射光谱的K释放特性检测方法可以帮助优化生物质锅炉燃烧过程,主要包括激光光谱（LIBS）和自辐射光谱检测法,其中激光光谱法并不能同时实现温度测量,而借助于其他手段（热电偶等）的温度测量会对光谱信号产生影响;另一方面目前关于自辐射光谱的K释放特性检测研究中并没有将温度作为变量带入K浓度计算过程,对K释放浓度的测量结果准确性有限。相比化石燃料,生物质燃烧热值较低,导致锅炉热负荷低,难以满足能源需求;而烘焙预处理可以帮助提升生物质热值,降低含水量。经过烘焙的生物质燃料燃烧特性和钾释放特性均会发生改变,因此对烘焙后生物质燃烧特性和钾释放特性的研究对烘焙预处理过程和烘焙生物质的锅炉燃用过程均有指导意义。基于上述生物质能特点和研究现状,首先本文开展了扩散火焰中K特征光谱辐射强度检测实验,在考虑自吸收效应的条件下,研究了K浓度和火焰温度对K特征辐射强度的影响。其次本文以松木和稻草为燃料开展了生物质单颗粒燃烧实验,对不同种类生物质压缩颗粒的燃烧特性和K释放特性进行探究。最后本文在多因素正交烘焙实验的基础上开展了原生和烘焙生物质压缩颗粒燃烧实验,研究了不同烘焙因素对烘焙效果的影响,以及烘焙前后生物质燃烧特性和K释放特性的差异。本文的主要结论如下:（1）建立了火焰中K离子浓度、K特征光谱辐射强度和火焰温度三者之间的辐射函数模型:Iλ766（T,CK）=0.821·Ib（λ766,T）·CK。（2）在颗粒燃烧实验中发现稻草和松木燃烧温度和K释放浓度均呈现双峰型,挥发分阶段持续时间分别为9.30 s和10.10 s,峰值温度分别为1756 K和1774 K;焦炭阶段持续时间分别为54.00 s和30.48 s,峰值温度分别为1143 K和1287 K。焦炭阶段K释放浓度远高于挥发分阶段,稻草在三个燃烧阶段的K释放浓度均高于松木,分别为 10.03 ppm、110.43 ppm、23.59 ppm 和 2.09 ppm、27.83 ppm、5.20ppm。（3）烘焙实验中发现生物质种类和气氛氧浓度是对烘焙影响最大的因素,加氧气氛烘焙更适合木本生物质或者是草本生物质的低温烘焙。进一步的原生和烘焙颗粒燃烧实验中发现,轻度烘焙后稻草和松木的着火时间分别由1.56 s和0.78 s减少到0.94 s和0.54 s。稻草和松木挥发分阶段燃烧时间和燃烧峰值温度均略有提升（燃烧时间分别从7.00 s和7.28 s增加到7.84 s和9.52 s,燃烧峰值温度分别提升了10.77K和11.64K）;焦炭阶段持续时间延长（分别从51.88s和35.96 s增加到68.76 s和47.52 s）,但峰值温度略有降低（分别降低了 20.48 K和20.82 K）。由于烘焙过程中部分K的释放和部分存留K赋存形态转变为更易固留焦内的离子交换态,烘焙后稻草和松木成型颗粒在挥发分和焦炭阶段的K释放浓度均有显着降低（挥发分阶段分别从9.00 ppm和1.75 ppm降低至5.11 ppm和0.47 ppm,焦炭阶段分别从97.40 ppm和24.18 ppm降低至45.85 ppm和9.17 ppm）。烘焙后生物质K释放仍呈双峰型,稻草的K释放浓度依然高于松木。本论文共有26张图,7个表,111篇参考文献。
于凌波[3]（2021）在《基于自辐射光谱分析的准东煤燃烧特性及Na释放特性研究》文中研究指明新疆准东煤田是我国目前最大的整装煤田,储量巨大,具有很好的开发前景。但准东煤中含有大量的Na,这些Na在准东煤燃烧过程中会以气相的形式大量释放,随着烟气流经锅炉受热面,并在锅炉受热面上温度降低而凝集,形成腐蚀结渣等问题,严重影响准东煤的燃烧利用。准东煤的燃烧温度和火焰中Na的浓度是影响锅炉受热面结渣腐蚀的主要因素。因此,对准东煤的燃烧特性及Na释放特性进行检测,对准东煤的清洁高效利用具有重要意义。为了实现对燃烧过程中Na释放浓度的定量测量,本文提出了 一种基于火焰自辐射光谱的气相Na浓度测量方法,开展了含Na离子的火焰中的Na特征谱线辐射强度与火焰中Na浓度及火焰温度关系的定量检测实验,建立了三者的定量关系。实验过程中分别采集了 11个不同温度条件、6个不同浓度条件下的火焰辐射光谱。光谱分析结果表明:在同一温度下,经光谱自吸收修正后的Na特征谱线辐射强度与Na浓度呈线性的关系。温度标定系数与同温度的黑体辐射强度的拟合结果呈线性关系。联合考虑Na浓度和火焰温度对碱金属Na的特征谱线辐射强度的影响,建立了三者的函数关系式为:Iλ589（T,CNa）=1.2966·Ib（λ589,T）·CNa。分别以准东煤原煤及40℃、80℃水洗处理过的准东煤为研究对象,开展了基于火焰自辐射光谱的准东煤压缩颗粒燃烧特性及燃烧过程中的Na释放特性的原位光谱检测实验。检测到的火焰光谱由连续光谱和波长589 nm处的Na特征谱线叠加而来。火焰的温度通过多波长法计算,Na释放浓度通过计算得到的温度及上文建立的函数关系式计算得到。实现了对火焰温度和Na浓度的同时检测。通过准东煤燃烧火焰的温度变化及Na释放浓度变化,可以判断准东煤的燃烧存在三个不同燃烧阶段:挥发分燃烧阶段、焦炭燃烧阶段、灰分阶段。光谱分析结果表明,加热环境温度为1600 K时,准东煤原煤、40℃水洗煤和80℃水洗煤挥发分燃烧阶段温度峰值分别为1790 K、1778 K和1786 K;Na释放浓度峰值分别为3.48 ppm、1.91 ppm和1.43 ppm;焦炭燃烧阶段Na释放浓度峰值分别为11.01 ppm、6.57 ppm和5.18 ppm。水洗有效降低了准东煤颗粒不同燃烧阶段的Na浓度峰值和Na释放总量,使准东煤颗粒着火时间变短,挥发分和焦炭燃烧阶段持续时间变长,挥发分燃烧阶段的峰值温度和焦炭燃烧阶段平均燃烧温度降低。本文还自主设计了一台带有光学观测窗口的滴管炉,并测量了炉膛中心线上的轴向温度分布。在玻璃视窗处约11cm长的范围内,炉膛中心线的温度能够保持稳定,波动幅度在20K以内。利用该滴管炉开展了准东煤颗粒射流火焰燃烧特性检测实验。采集了高度为20cm的射流火焰图像和11个不同高度处的火焰辐射光谱。采集到的光谱和图像能够反应完整的准东煤颗粒射流燃烧过程。光谱和图像的分析结果表明:准东煤颗粒射流火焰在滴管炉内的着火方式为非均相着火。在滴管炉内下落约5cm后开始着火,并在约9cm位置处辐射光谱强度达到最大值。水洗处理后煤中Na含量的减少没有改变着火方式,但会使火焰产生的辐射光谱强度和Na特征谱线辐射强度明显降低,同时略微增加了准东煤颗粒着火延迟时间。本论文有图34幅,表8个,参考文献109篇。
李天骄[4]（2021）在《基于重聚焦光场图像的三维发光火焰温度场层析重建》文中研究表明航空航天和能源动力等领域广泛存在着高温燃烧现象,其发生在如航空航天发动机、内燃机、电站锅炉、燃气轮机等高温设备中。对高温燃烧现象中的火焰燃烧状态进行理论和实验研究,将有助于优化燃烧系统的设计和高温设备运行状态监测。火焰温度是火焰燃烧状态参数中十分重要的一项,实时准确的获得火焰温度分布情况对燃烧过程的理解和燃烧理论的分析具有重要意义。但火焰燃烧过程不稳定,已有的火焰测量方法较难探测到火焰的瞬时内部温度场,因此火焰温度场在线监测的实时准确性仍需要探讨。为了实现这一目的,可以采用基于辐射成像法的非接触式火焰温度测量方法,从而实现对发光火焰的温度场大尺寸空间连续在线测量。光场相机作为一种基于辐射成像法的非接触式光学探测设备,具有仅通过单次拍摄即可记录待测对象的多角度光场信息的特点,从而简化测量系统的设计与调试工作。将光场相机这一特点应用于火焰测量是一种十分有发展和应用前景的温度场在线检测手段。本文根据蒙特卡洛方法,搭建分层及非均匀辐射物性分布火焰光场成像模型;针对火焰分层特点采用不同重建方法处理光场重聚焦图像,获取相应火焰分层位置的重建图像;预设均匀分布辐射物性,对温度场进行重建,与温度场输入值对比得到其相对误差,从而分析算法准确性;在辐射物性未知情况下,通过预估辐射物性分布的方法,分析重建温度的精度范围。主要完成工作如下:搭建光场相机成像模型,建立针对火焰光场图像的质量评价体系,对比不同辐射物性条件下的火焰光场图像;经过分层模拟不同衰减系数条件下的火焰光场图像,分析火焰发射光线能量的衰减对其光场成像的影响;针对复杂火焰结构,发展非均匀温度场和辐射物性场分布下的轴对称火焰光场成像模型,从而实现发光火焰光场辐射传输成像的完整模拟过程。将给定火焰温度场、辐射物性场等参数输入到上述火焰光场成像模型中,获取火焰光场原始图像和相应子孔径、重聚焦图像,为火焰温度场重建提供模型及数据基础。基于建立的火焰光场成像模型,搭建火焰温度场重建平台,设计火焰三维温度场重建流程。对重建平台进行模拟标定,构建利用不同发射温度黑体平面的图像灰度标定过程和光场相机点扩散函数参数标定方法。采用维纳滤波方法对不同火焰分层的重聚焦图像进行重建获得重建图像,利用灰度与实际光谱辐射力的对应关系式重建温度,进而计算得到相对误差的分布。应用搭建的基于光场成像的火焰温度场重建平台,进一步针对温度重建算法进行讨论,通过合理利用光场重聚焦图像所含光谱辐射信息,针对火焰分层特点采用不同温度层析重建方法重建温度场。引入最近邻域法、小波图像处理方法和解卷积算法,考察最近邻域法和解卷积算法在不同火焰分层的温度重建效果,结合二者在特定火焰分层温度重建效果的优势,提出最近邻域和解卷积联合算法。运用基于光场成像的火焰分层温度重建流程以及解卷积和最近邻域联合算法,分析火焰辐射物性的均匀、非均匀分布对温度重建精度的影响,以及火焰成像位置对温度重建精度的影响。均匀衰减系数分布被用于估计不同衰减系数情况下的火焰温度,从而考察温度重建误差范围;通过对介质的区域性划分,讨论非均匀分布的衰减系数对温度重建效果的影响;在火焰尺寸和光场相机有效像素区域不匹配的前提下,考察并评价光场相机针对不同火焰尺寸的适应能力。将计算流体力学仿真结果输入到火焰光场成像模型中,用于对乙烯层流扩散火焰的数值模拟和光场成像,并通过实验拍摄和热电偶测量不同工况下该火焰的光场图像,用于验证温度层析重建方法。实验并模拟烟黑颗粒浓度比乙烯火焰低一个数量级的二甲醚层流扩散火焰,对其进行光场图像和温度层析重建,考察燃烧区域内烟黑颗粒含量较少情况下的火焰光场成像结果和温度重建效果。从而实现为在线获取火焰温度场分布提供理论模型、求解思路和技术支撑。基于上述研究,本文构建了考虑非均匀温度场和辐射物性场的火焰光场成像仿真模型,实现了高温发光火焰的光场重聚焦成像过程的数值仿真,获得了火焰不同景深位置的成像特性差异;针对处理火焰边缘与中心温度时最近邻域和解卷积算法各自的局限性,提出了分层火焰特性的温度重建联合算法,实现了高效的三维发光火焰温度场在线重建;提出了辐射物性未知时发光火焰的光场层析温度重建策略,从实验和仿真两方面验证了重建策略的正确性,并将该策略应用于不同类型的同轴层流扩散火焰温度场重建。为火焰温度场的光场在线测量提供了仿真模型及数据基础,为发光火焰温度场的三维层析重建提供了求解思路和技术支撑。
黄镇文[5]（2020）在《小球藻生物柴油燃烧光谱分析及其反应历程》文中指出在能源日益短缺的背景下,可再生能源开始受到世界各国的青睐。生物柴油作为可再生能源的一种,它具有良好的动力性、经济性等优点,其燃烧过程相较于传统石油来说,能够大幅度的降低碳烟的排放。本文主要围绕着小球藻生物柴油燃烧过程中的自由基分布的光谱分析、燃烧反应动力学路径详细机理模型及简化开展研究,为研究小球藻生物柴油的燃烧特性提供一定的理论基础。通过采用水热液化法制备小球藻生物柴油,并对其进行燃烧实验。采用光谱仪对其进行光谱测量,获取其燃烧过程中的自由分布情况并分析其生成原理。研究表明:在紫外-可见波段（200～600 nm）,存在、、、、2等多个自由基,其中在335 nm附近发现了新自由基NH基的特征谱带,且特征明显;在可见-近红外波段（600～1 100nm）中存在2分子及OH、C2等少量的自由基。采用GCMS（气相色谱质谱联用仪）测量小球藻生物柴油的组分种类及它们所占的百分比;通过密度计、粘度计等实验仪器测定其密度、粘度;将其物性参数带入到经验公式中对其十六烷值、热值进行计算,得到以下结果:小球藻生物柴油的主要成份包括亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯、棕榈酸甲酯、9,-甲基十九烷酸甲酯、油酸甲酯、十七酸甲酯,其中以亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯、棕榈酸甲酯为主。理化特性如下:密度为0.864,十六烷值为52,含硫量为0,热值38.67 MJ·kg-1,酯含量为96.7%。以氧含量、十六烷值、密度、相对分子质量等条件为匹配目标来寻找合适的替代物,采用“叠加法”构建小球藻生物柴油的详细化学反应动力学机理模型,并运用软件CHEMKIN-PRO进行模拟计算。分别在激波管中进行着火延迟时间预测及发动机HCCI模型中进行生成物浓度随缸内压力变化的预测,将模拟结果与实验结果进行比较。计算结果表明,选取癸酸甲酯与正庚烷摩尔比为1:1所构建的详细化学动力学机理所预测的着火延迟时间及生成物浓度随压力变化趋势与实验数据相比,具有较高的准确性。该机理包含689中反应物和3230个基元反应。采用反应路径分析法和温度敏感性分析法相结合的方式,对前面详细机理进行简化,简化后的机理包括114中反应物和312个基元反应。将简化后的机理进行着火延迟时间预测,将模拟计算的结果与详细机理模型所预测的结果进行比较,结果表明,简化机理与详细机理的延迟时间的相近,它们之间的相对误差分别是1.6%、0.6%、1.4%,因此,简化后的机理不但可以提高计算效率,还可以保持较好的准确性。采用简化机理模拟燃烧过程中元素的转移路径。元素的转移过程中,主要是以空气中的2通过快速型和热力型转化成或2排放到大气中,在这个转移过程中产生自由基和,由于温度较高,他们的停留时间较短,因此所发出来的光谱强度不稳定,也验证了小球藻生物柴油燃烧实验光谱中是存在和自由基的波峰。
葛红[6]（2020）在《基于火焰光谱分析及图像处理的生物质燃烧监测研究》文中研究指明近年来,随着生物质发电持续稳定发展,生物质锅炉燃烧状态监测与控制问题日益受到关注。我国可用生物质燃料品种多样,燃料偏离锅炉设计种类容易造成结焦和严重积灰等问题,直接影响生产安全和经济效益。本文基于火焰光谱分析算法和图像处理技术,研究生物质燃料种类识别及燃烧状态的监测方法。在单生物质燃烧特性的基础上,重点研究混合生物质的燃料识别和燃烧稳定性分析问题,为生物质锅炉适应燃料的多样性和机组的稳定经济运行提供依据。主要内容如下:1)针对生物质混燃问题,构造了基于火焰光谱6维特征与集成学习的生物质燃料识别方法。通过花生壳、柳木、麦秸、玉米芯四种单生物质及其等质量均匀混合的六种混合生物质进行燃烧实验;同时基于生物质燃烧火焰光谱的时域特性和频域特性的深入分析,构造了基于火焰光谱6维特征（由OH*、CN*、CH*、C2*-1和C2*-2等5类自由基辐射强度和火焰辐射强度信号组成）与集成学习的生物质燃料识别方法,并将识别结果与SVM和决策树两种常用算法进行了对比,结果表明,基于6维火焰光谱强度信号与集成学习的生物质燃料识别方法具有较高的识别率,单生物质高于99.32%,混合生物质均达到100%。该方法简化了特征提取过程,集成了支持向量机（Support Vector Machines,SVM）与决策树两种单分类器的优势,具有较好的泛化能力。2)构造了基于火焰图像与卷积神经网络的燃料识别方法。为克服传统基于图像的燃料识别方法对特征提取的依赖性,在分析生物质燃烧火焰图像的几何特征、光学特征和热力学特征的基础上,构造了基于火焰图像与深度卷积神经网络ResNet50的燃料识别方法,并分别对单生物质和混合生物质进行了燃料识别实验,结果表明基于火焰图像与ResNet50的燃料识别准确率高达97.41%,而其它机器学习算法最高仅达85.83%,可见该方法识别效果优于四种传统机器学习方法。3)定义了基于火焰图像和数据融合的燃烧稳定性指数。在提取火焰图像高度、平均灰度、平均温度和最高温度等特征参数的基础上,定义了基于火焰图像和数据融合的稳定性指数,并用来定量表征生物质火焰燃烧稳定性状态,并结合火焰闪烁频率对单生物质和混合生物质燃料稳定性进行了分析,分析结果表明所提方法能够有效表征生物质火焰燃烧稳定性状态。4)构建了一种生物质燃烧监测及稳定性判别的优化方案。基于混淆矩阵,对光谱分析与图像处理在生物质燃料识别与燃烧稳定性分析效果进行了对比分析,提出了以火焰光谱6维特征与集成学习进行生物质燃料识别、基于火焰图像和稳定性指数进行生物质燃烧稳定性分析的生物质燃烧监测优化方案。借鉴多元统计指标T2和SPE实现了不同生物质燃烧稳定与不稳定的分类,并根据分类结果确定了稳定性指数阈值,最终实现了燃料和稳定性的实时判定。
骆发胜[7]（2020）在《基于自发辐射的单颗粒固体燃料燃烧过程碱金属的释放特性研究》文中指出煤炭和生物质是重要的能源,且主要是以燃烧的方式进行利用。但是煤炭与生物质所含的K和Na等碱金属化合物在燃烧过程中释放到气相中容易引起高温腐蚀、受热面结垢、炉内结渣等问题。而生物质和煤燃料的物理性质和碱金属的含量及赋存形式等是不同的。因此有必要深入研究固体燃料燃烧过程碱金属释放时的实时动态规律,为燃烧过程碱金属释放机理的揭示提供依据。采用CO2激光器为点火热源,以单颗粒固体燃料燃烧全过程为研究对象,构建了基于自发辐射的碱金属释放特性研究实验平台。首先利用ICCD光谱仪直接采集不同固体燃料（桉树、甘蔗渣和煤炭）燃烧过程的火焰自发辐射光谱,获得了不同燃料燃烧过程的碱金属释放过程实时信息,研究分析了不同气氛下碱金属K和Na释放的时空分布特性。结果表明,生物质燃烧过程的碱金属光谱强度峰值更大,煤的碱金属光谱强度峰值最小。在时空分布上,在燃烧初期火焰高度和K的光谱强度最大位置高度为:煤<桉树<甘蔗渣,并且K的光谱强度最大位置高度与火焰中心位置高度基本重合。在O2/CO2气氛下,桉树和甘蔗渣燃烧过程的K原子光谱强度的时空分布更加均匀,且这两种生物质的分布差异变小。煤燃烧过程的K原子释放时间延长,且火焰高度下降更缓慢,相对生物质,其碱金属释放时间延长的更多。随CO2的浓度增加,碱金属的光谱积分总强度减小,与煤相比生物质的碱金属光谱积分总强度减少幅度更大。此外,为了分析不同形态碱金属在燃烧过程碱金属释放的规律,一方面通过火焰图像分析了不同含量和不同形态的钾（KCl和K2CO3）对燃料着火的影响,然后结合光纤光谱仪分析了其对燃烧过程碱金属释放的影响。结果表明,固体燃料中添加不同含量和不同形态的钾在O2/N2和O2/CO2气氛中燃烧,会使其气相的点火时间延迟,而添加K2CO3的点火延迟比添加KCl的更迟。另外在相同的钾含量下,添加KCl的燃料K和Na的释放强度比添加K2CO3的更强。然而,当添加的K的含量较高时（为3.5%K）,这两种添加剂之间的差异较小。在挥发分燃烧的初始阶段,CO2对添加了KCl的样品中K原子释放过程的抑制作用要比K2CO3更强,而随着燃烧的进行CO2对不同形态碱金属的抑制影响呈现相反效果。最后对论文进行了总结与展望。
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》文中研究表明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。
韩长兴[9]（2020）在《基于光谱特性的生物质燃烧结渣研究》文中提出生物质燃料具有低碳、清洁的特点,是可再生能源中的主要组成部分,具有广阔的发展和应用前景。生物质燃料中富含金属元素,在燃烧时会产生结渣,不仅影响导热效率,而且影响锅炉的安全运行。燃烧火焰反映燃烧状况,尤其是火焰中碱金属K和Na的光谱信息,与生物质燃料结渣有密切关系。本文通过采集不同生物质燃料燃烧火焰中的K、Na光谱信息,提取光谱特征,结合火焰温度,建立K、Na含量及燃料结渣倾向的预测模型。本文的主要工作如下:首先介绍了不同生物质燃料的元素分析和工业分析,通过燃烧试验分析生物质在燃烧时,燃料量和空气量分别变化对燃烧火焰中K、Na元素光谱强度的影响。其次采集不同生物质燃料燃烧火焰中K、Na光谱信息,经过数据预处理和特征提取,建立基于循环神经网络（RNN）、长短期记忆神经网络（LSTM）和深层循环神经网络（DRNN）的生物质燃料中K、Na元素含量动态预测模型,并与基于支持向量机（SVM）和BP神经网络的K、Na元素含量静态预测模型进行对比分析,结果表明动态预测模型的有效性。最后分析影响生物质燃烧结渣的主要因素,包括生物质灰的熔融温度、K、Na元素及其他元素的影响,以及不同结渣程度分类。提取生物质燃烧火焰中K、Na元素光谱信息的特征,结合火焰温度,构建基于RNN、LSTM和DRNN的生物质燃烧结渣倾向的动态预测模型,并与基于SVM和BP神经网络的结渣倾向静态预测模型进行对比分析。结果表明不同预测模型均具有一定的准确率,且在线预测模型准确率高于传统的离线测量方法。
顾伟宏[10]（2019）在《生物质火焰温度多光谱测量技术研究》文中研究表明生物质是一种可再生的节能环保燃料。生物质能储量丰富,可满足全球可再生能源的需求。基于高温燃烧方式的新型燃烧设备可提高燃料的利用率和热能转化效率,为提高生物质能的利用率提供一种新的解决方案。火焰是燃烧过程的中心反应区,火焰温度是反映燃料性能的重要指标,同时也影响NOX、CO等燃烧污染物的排放量。火焰温度的准确测量是新型燃烧设备参数优化设计的重要依据,对燃烧设备的安全稳定运行至关重要。传统的热电偶和CCD成像测温法较难满足生物质新型燃烧设备研发中对高温火焰实时、准确的温度测量需求。高温燃烧火焰温度准确在线测量技术的研究可为生物质新型燃烧设备的研制和其它高温测量领域的研究提供技术支持,具有重要的意义和实际应用价值。本课题围绕高温燃烧火焰温度在线检测这一主题,以提高高温燃烧火焰温度测量的实时性和准确性为出发点,对多光谱辐射测温技术的温度和发射率反演算法展开研究,提出了发射率寻优的多光谱辐射测温反演算法,为基于多光谱辐射测温技术的生物质火焰温度准确在线测量奠定基础。本文主要研究工作如下:（1）在深入分析国内外生物质燃烧温度检测研究现状基础上,针对目前该领域可视化和非可视化温度检测技术的不足,根据多光谱辐射测温技术特点,提出基于多光谱辐射测温技术的生物质火焰温度检测方案,并对该技术应用于生物质火焰温度在线测量亟待解决的问题进行阐述。（2）针对多光谱辐射测温反演算法中的二次测量法运算时间长的问题,提出基于发射率偏差约束的多光谱辐射测温反演算法。对二次测量反演算法的迭代截止条件和发射率搜索方法进行改进。与二次测量法相比,新算法在满足测量精度要求基础上,提高了反演速度,可用于生物质火焰温度在线测量。但该方法仍需假设选定波长处发射率与相邻温度近似呈线性关系。（3）针对多光谱辐射测温反演算法难以摆脱发射率模型假设的问题,将约束优化算法与多光谱辐射测温反演算法相结合,分别提出基于梯度投影法和基于内点罚函数法两种多光谱辐射测温反演算法。仿真实验结果表明两种算法均实现了面向连续光谱辐射目标的多光谱辐射真实温度及光谱发射率寻优反演,适用于不同种类的生物质燃料火焰温度测量。通过对两种算法仿真实验结果进行比较发现,与梯度投影法相比,内点罚函数法的反演精度更高,抗噪能力更强,反演时间更短。但内点罚函数法受初始点选择影响比较大,同时反演速度不能满足火焰温度在线测量的要求。（4）针对基于约束优化的多光谱辐射测温反演算法运算速度无法满足火焰温度实时测量的问题,结合广义逆矩阵理论与约束优化方法,提出了基于广义逆-外点法的多光谱辐射测温反演算法。将广义逆矩阵理论与多光谱辐射测温参考温度数学模型结合,利用广义逆理论对多光谱辐射测温的欠定方程组进行求解。仿真实验结果表明该方法得到的反演值与目标值接近,但由于缺少约束使部分发射率反演结果大于1,与实际不符。针对该问题,进—步提出将广义逆算法与约束优化算法中的外点罚函数法相结合的多光谱辐射测温反演算法（广义逆-外点法）。仿真实验结果表明广义逆-外点法在反演精度和运算速度上均具有明显优势,可满足生物质火焰温度在线测量的要求。（5）在理论分析基础上,搭建了基于光纤光谱仪的多光谱辐射测温装置,对稻壳粉末生物质锅炉炉膛火焰温度进行测量。介绍了实验方案及设备参数。通过黑体炉获取参考温度辐射信息,通过热电偶验证装置测量的准确性,并对温度测量过程及测量结果进行详细阐述。最后对实验结果不确定度进行分析。实验结果表明该测量装置可用于生物质火焰温度在线测量。
二、不同种类燃料火焰的辐射光谱测量（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、不同种类燃料火焰的辐射光谱测量（论文提纲范文）
（1）基于静电信号和图像的燃烧器火焰检测（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 火焰检测方法概述 |
| 1.2.1 气态燃料火焰检测方法 |
| 1.2.2 生物质颗粒燃烧火焰检测方法 |
| 1.3 火焰的电学特性 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 火焰特征参数 |
| 2.1 火焰形态特征 |
| 2.1.1 火焰长度和宽度 |
| 2.1.2 火焰亮度 |
| 2.1.3 基于图像相关性的火焰闪烁频率 |
| 2.2 火焰电学特征 |
| 2.2.1 静电信号的预处理 |
| 2.2.2 火焰带电颗粒浓度 |
| 2.2.3 火焰带电颗粒运动复杂度 |
| 2.2.4 基于静电信号的火焰闪烁频率 |
| 2.3 火焰扩散速度 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 实验装置与实验条件 |
| 3.1 实验装置 |
| 3.2 静电传感器和高速相机 |
| 3.3 实验条件及实验样品 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 甲烷和生物质火焰形态和电学特性研究 |
| 4.1 火焰形态特征研究 |
| 4.1.1 火焰长度和宽度 |
| 4.1.2 火焰亮度特征 |
| 4.2 火焰电学特征研究 |
| 4.2.1 基于EMD的火焰静电信号去噪 |
| 4.2.2 带电颗粒浓度 |
| 4.2.3 火焰静电信号能量熵 |
| 4.3 火焰闪烁频率 |
| 4.4 火焰扩散速度 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（2）基于光谱分析的生物质压缩颗粒燃烧特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 生物质能源概述 |
| 1.2 生物质烘焙预处理 |
| 1.3 基于自辐射光谱的温度原位检测方法 |
| 1.4 基于光谱分析的钾浓度检测方法 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 基于自辐射光谱的火焰中钾浓度原位检测方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 火焰中钾特征光谱辐射强度定量检测实验系统 |
| 2.3 钾特征光谱辐射强度与温度和钾浓度关系原理 |
| 2.4 测量结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 生物质压缩颗粒燃烧特性与钾释放特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 生物质压缩颗粒燃烧实验系统 |
| 3.3 火焰温度与钾浓度检测方法 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 烘焙生物质压缩颗粒燃烧特性与钾释放特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 生物质烘焙及其颗粒燃烧实验系统 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于自辐射光谱分析的准东煤燃烧特性及Na释放特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 固体燃料碱金属检测方法研究现状 |
| 1.3 准东煤燃烧及碱金属释放特性研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 基于自辐射光谱的气相钠浓度测量方法研究 |
| 2.1 基于自辐射光谱的碱金属浓度测量原理 |
| 2.2 气相钠浓度定量检测实验系统 |
| 2.3 气相钠浓度定量检测方法 |
| 2.4 气相钠浓度定量检测实验流程 |
| 2.5 气相钠浓度定量检测结果与分析 |
| 2.6 不确定性分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 水洗法对准东煤燃烧特性及钠释放特性的影响 |
| 3.1 基于自辐射光谱的测温原理 |
| 3.2 准东煤压缩成型颗粒燃烧过程检测实验系统 |
| 3.3 实验材料制备 |
| 3.4 水洗对准东煤燃烧特性的影响 |
| 3.5 水洗对准东煤燃烧过程中钠释放特性的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 准东煤射流火焰的燃烧特性 |
| 4.1 滴管炉燃烧系统的设计与搭建 |
| 4.2 滴管炉炉膛温度分布测量 |
| 4.3 准东煤射流火焰光谱及图像结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）基于重聚焦光场图像的三维发光火焰温度场层析重建（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 火焰温度场光学测量的研究现状 |
| 1.2.1 光/热辐射测量方法的研究现状 |
| 1.2.2 应用光/热辐射测量的火焰测温方法研究现状 |
| 1.2.3 基于光/热辐射测量的火焰温度场重建研究现状 |
| 1.3 火焰光场成像的研究现状 |
| 1.3.1 光场成像的研究现状 |
| 1.3.2 火焰光场成像的研究现状 |
| 1.3.3 基于光场成像的火焰温度场重建研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 发光火焰光场辐射传输及成像仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于蒙特卡洛法的光场相机物理结构仿真 |
| 2.2.1 微透镜阵列结构仿真 |
| 2.2.2 光场相机仿真成像结果 |
| 2.2.3 Raytrix相机参数验证 |
| 2.3 发光火焰光场成像辐射传输模型 |
| 2.3.1 火焰的光场成像及火焰温度分布 |
| 2.3.2 介质内的粒子发射与衰减 |
| 2.3.3 不同辐射物性条件情况下的成像对比 |
| 2.4 火焰的光学分层成像 |
| 2.4.1 发光火焰辐射传输卷积成像模型 |
| 2.4.2 分层火焰光场成像 |
| 2.4.3 非均匀发光火焰辐射模型 |
| 2.4.4 非均匀辐射物性光场成像结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于光场图像的火焰温度场层析重建方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 火焰三维温度场重建方法 |
| 3.2.1 火焰三维温度场重建流程 |
| 3.2.2 分层火焰光场成像模型 |
| 3.3 黑体炉温度光场成像仿真标定 |
| 3.3.1 实验标定与模拟标定的对比 |
| 3.3.2 对标定的拟合曲线的验证 |
| 3.4 维纳滤波法重建温度精度分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于联合算法的火焰温度场层析重建方法改进 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 最近邻域法火焰温度层析重建 |
| 4.2.1 最近邻域法 |
| 4.2.2 标定过程 |
| 4.3 小波降噪图像处理方法 |
| 4.3.1 多像素子孔径重构方法 |
| 4.3.2 小波阈值法图像去噪原理 |
| 4.3.3 小波变换方法对重聚焦成像效果的影响 |
| 4.4 解卷积法火焰温度层析重建 |
| 4.4.1 L-R图像复原方法 |
| 4.4.2 解卷积图像与分层图像的相似度对比 |
| 4.4.3 衰减性介质内温度重建结果 |
| 4.5 联合重建算法 |
| 4.5.1 不同分层的层析重建算法选择 |
| 4.5.2 九层火焰分层的温度层析重建算法 |
| 4.5.3 分层数量对温度重建精度的影响 |
| 4.5.4 火焰横截面温度重建效果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 火焰辐射物性及成像位置对温度重建的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 火焰辐射物性对温度重建影响分析 |
| 5.3 非均匀火焰辐射物性对温度重建精度影响分析 |
| 5.3.1 辐射物性分层模型 |
| 5.3.2 介质辐射物性对温度重建精度影响分析 |
| 5.4 火焰成像位置对温度重建精度影响分析 |
| 5.4.1 火焰的温度重建精度分析 |
| 5.4.2 图像边界畸变对火焰温度重建精度的影响分析 |
| 5.4.3 火焰径向尺寸对温度重建精度的影响分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 典型火焰实例及温度重建方法验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 乙烯层流扩散火焰的温度层析重建 |
| 6.2.1 温度和辐射物性参数 |
| 6.2.2 乙烯火焰光场成像结果 |
| 6.2.3 温度层析重建结果 |
| 6.3 乙烯同轴层流扩散火焰光场试验 |
| 6.3.1 实验设备及工作原理 |
| 6.3.2 实验标定预处理 |
| 6.3.3 温度层析重建结果 |
| 6.4 二甲醚同轴层流扩散火焰的温度重建 |
| 6.4.1 温度计算 |
| 6.4.2 二甲醚火焰的光场成像和温度层析重建 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）小球藻生物柴油燃烧光谱分析及其反应历程（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 燃烧光谱分析研究现状 |
| 1.2.1 基于辐射能量的火焰燃烧特性 |
| 1.2.2 基于辐射能量的燃料识别研究 |
| 1.3 生物柴油燃烧机理研究现状 |
| 1.3.1 生物柴油的替代燃料 |
| 1.3.2 癸酸甲酯反应动力学研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容与方法 |
| 第2章 小球藻柴油燃烧实验及其光谱分析 |
| 2.1 小球藻生物柴油制备及成分分析 |
| 2.1.1 实验原料和仪器设备 |
| 2.1.2 实验预处理方法 |
| 2.1.3 小球藻生物柴油制备过程 |
| 2.1.4 小球藻生物柴油组分分析 |
| 2.1.5 小球藻生物柴油理化特性 |
| 2.2 小球藻燃烧实验及其与石化柴油的光谱对比分析 |
| 2.2.1 实验过程 |
| 2.2.2 数据分析方法 |
| 2.2.3 结果与讨论 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 小球藻生物柴油详细燃烧反应动力学模型构建 |
| 3.1 CHEMKIN PRO软件及反应动力学 |
| 3.1.1 CHEMKIN PRO软件 |
| 3.1.2 零维模型介绍 |
| 3.1.3 计算方法介绍 |
| 3.2 详细反应动力学模型构建方案 |
| 3.2.1 构建方案 |
| 3.2.2 模型验证 |
| 3.3 MD-nHe数值模拟过程的动力学分析 |
| 3.3.1 低温阶段主要反应路径分析 |
| 3.3.2 高温阶段主要反应路径分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 小球藻生物柴油替代物详细动力学模型简化及N元素反应路径分析 |
| 4.1 简化动力学模型的构建方法及其构建 |
| 4.1.1 简化模型方法的介绍 |
| 4.1.2 简化机理模型的构建 |
| 4.2 模型验证 |
| 4.2.1 激波管中的着火延迟验证 |
| 4.2.2 发动机简化机理结果验证 |
| 4.3 N元素转移路径分析 |
| 4.3.1 N元素转移路径 |
| 4.3.2 NH和CN自由基的反应路径分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 主要物质及其分子式 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（6）基于火焰光谱分析及图像处理的生物质燃烧监测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 火焰燃烧检测技术 |
| 1.2.2 燃料识别技术 |
| 1.2.3 火焰稳定性分析 |
| 1.2.4 生物质燃烧状态监测 |
| 1.3 本文研究内容及方法 |
| 1.4 本文的章节结构 |
| 第2章 燃烧装置与实验方法 |
| 2.1 生物质燃料特性 |
| 2.1.1 生物质燃料分析 |
| 2.1.2 生物质燃烧方式 |
| 2.2 燃烧实验装置 |
| 2.3 燃烧实验方法 |
| 2.3.1 燃料准备 |
| 2.3.2 燃烧工况设计 |
| 2.3.3 燃烧数据采集 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于光谱分析的生物质燃料识别与燃烧稳定性分析 |
| 3.1 生物质火焰的光谱特性分析 |
| 3.1.1 生物质火焰光谱的时域特性 |
| 3.1.2 生物质火焰光谱的频域特性 |
| 3.2 基于集成学习的生物质燃料识别 |
| 3.2.1 集成学习相关理论 |
| 3.2.2 SVM理论基础 |
| 3.2.3 决策树理论基础 |
| 3.2.4 基于集成学习的生物质燃料识别 |
| 3.3 基于光谱分析的生物质燃烧稳定性分析 |
| 3.3.1 单生物质燃烧稳定性分析 |
| 3.3.2 混合生物质燃烧稳定性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于火焰图像的燃料识别与稳定性监测 |
| 4.1 生物质燃烧火焰图像特性分析 |
| 4.1.1 生物质燃烧火焰特征参数 |
| 4.1.2 生物质燃烧火焰图像特性分析 |
| 4.2 基于深度卷积网络与火焰图像的生物质燃料识别 |
| 4.2.1 深度学习理论基础 |
| 4.2.2 基于深度卷积网络的生物质燃料识别 |
| 4.3 基于火焰图像的生物质燃烧稳定性分析 |
| 4.3.1 火焰稳定性指数 |
| 4.3.2 单生物质燃烧火焰稳定性监测 |
| 4.3.3 混合生物质燃烧火焰稳定性监测 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于光谱分析与图像处理的生物质燃烧监测效果评价与策略优化 |
| 5.1 基于光谱分析与图像处理的生物质燃烧监测效果评价 |
| 5.1.1 基于光谱分析与图像处理的燃料识别效果评价 |
| 5.1.2 基于光谱分析与图像处理的稳定性监测评价 |
| 5.2 基于燃料识别与稳定性分析的生物质燃烧监测优化 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 攻读博士期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）基于自发辐射的单颗粒固体燃料燃烧过程碱金属的释放特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 碱金属的赋存形态与释放机理 |
| 1.2.1 碱金属的赋存形态 |
| 1.2.2 碱金属的释放机理 |
| 1.3 燃料燃烧过程特性及碱金属测量方法研究 |
| 1.3.1 固体燃料燃烧特性及碱金属释放研究方法 |
| 1.3.2 基于激光光谱在线测量技术 |
| 1.3.3 基于自发辐射在线测量技术 |
| 1.4 单颗粒燃料的加热方式研究 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 基于激光点火的燃烧过程自发辐射探测实验平台 |
| 2.1 基于激光点火单颗粒燃料燃烧系统 |
| 2.1.1 CO_2激光点火燃烧系统 |
| 2.1.2 激光点火燃烧系统的设备 |
| 2.2 基于发射光谱的燃烧检测实验系统 |
| 2.2.1 发射光谱原理及应用特点 |
| 2.2.2 基于ICCD光谱仪的发射光谱检测实验系统 |
| 2.2.3 基于光纤光谱仪的发射光谱检测实验系统 |
| 2.3 结合火焰发射光谱和图像分析的实验系统 |
| 2.3.1 火焰图像采集系统 |
| 2.3.2 结合火焰发射光谱及图像分析的实验系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 不同固体燃料燃烧碱金属释放时空特性研究 |
| 3.1 实验样品及方法 |
| 3.1.1 实验样品 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.2 原子发射光谱碱金属特征谱线分析 |
| 3.3 不同固体燃料碱金属释放时空分布分析 |
| 3.4 不同氧气浓度对不同固体燃料的碱金属释放影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同形态钾对燃料着火和碱金属释放影响研究 |
| 4.1 实验样品及方法 |
| 4.1.1 实验样品 |
| 4.1.2 实验方法 |
| 4.2 不同形态钾对燃料着火特性影响分析 |
| 4.3 不同形态钾对燃烧过程中碱金属释放特性影响 |
| 4.4 火焰温度与碱金属释放分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 全文总结 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
（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）基于光谱特性的生物质燃烧结渣研究（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 生物质燃烧结渣的研究现状 |
| 1.2.2 燃烧火焰光谱的研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第2章 生物质燃烧火焰的碱金属元素光谱分析 |
| 2.1 生物质燃料的元素分析和工业分析 |
| 2.2 生物质燃烧试验装置 |
| 2.3 燃料量变化对碱金属元素光谱强度的影响 |
| 2.4 空气量变化对碱金属元素光谱强度的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于深度学习的生物质燃料碱金属元素含量预测 |
| 3.1 循环神经网络简介 |
| 3.1.1 循环神经网络 |
| 3.1.2 长短期记忆神经网络 |
| 3.1.3 深层循环神经网络 |
| 3.2 数据预处理 |
| 3.3 基于深度学习的生物质燃料K元素含量预测 |
| 3.3.1 特征提取 |
| 3.3.2 生物质燃料中K元素含量的检测 |
| 3.3.3 基于深度学习的生物质燃料K元素含量动态预测 |
| 3.3.4 基于SVM和BP网络的生物质燃料K元素含量静态预测 |
| 3.4 基于深度学习的生物质燃料Na元素含量预测 |
| 3.4.1 生物质燃料Na元素含量的动态预测 |
| 3.4.2 生物质燃料Na元素含量的静态预测 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于深度学习的生物质燃烧结渣预测 |
| 4.1 影响生物质燃烧结渣的因素 |
| 4.1.1 生物质灰的熔融温度 |
| 4.1.2 K、Na元素对结渣的影响 |
| 4.1.3 其他元素对结渣的影响 |
| 4.2 生物质燃烧结渣程度分类 |
| 4.2.1 基于灰熔融温度的结渣程度分类 |
| 4.2.2 基于灰渣成分的结渣程度分类 |
| 4.2.3 基于灰渣沾污指数的结渣程度分类 |
| 4.3 基于深度学习的生物质燃料的结渣程度在线预测 |
| 4.4 减少结渣生成的措施 |
| 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 |
（10）生物质火焰温度多光谱测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 生物质燃烧温度测量技术概述 |
| 1.2.1 可视化方法 |
| 1.2.2 非可视化方法 |
| 1.3 火焰温度测量技术概述 |
| 1.3.1 接触式测温 |
| 1.3.2 非接触式测温 |
| 1.4 多光谱辐射测温理论研究现状 |
| 1.4.1 固定发射率模型 |
| 1.4.2 可变发射率模型 |
| 1.5 本领域存在的主要问题 |
| 1.6 论文的主要内容及章节安排 |
| 2 基于发射率偏差约束的多光谱辐射测温反演算法研究 |
| 2.1 多光谱辐射测温数学模型 |
| 2.1.1 检定常数数学模型 |
| 2.1.2 亮度温度数学模型 |
| 2.1.3 参考温度数学模型 |
| 2.2 二次测量法 |
| 2.3 基于发射率偏差约束的多光谱辐射测温反演算法 |
| 2.3.1 迭代截止条件 |
| 2.3.2 发射率搜索范围 |
| 2.3.3 温度偏差与发射率偏差的函数关系 |
| 2.3.4 发射率偏差约束算法流程 |
| 2.3.5 仿真验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于约束优化的多光谱辐射测温反演算法研究 |
| 3.1 约束优化算法概述 |
| 3.2 多光谱辐射测温约束优化数学模型 |
| 3.3 基于梯度投影法的多光谱辐射测温反演算法 |
| 3.3.1 梯度投影法原理 |
| 3.3.2 算法步骤 |
| 3.3.3 仿真验证 |
| 3.4 基于内点罚函数法的多光谱辐射测温反演算法 |
| 3.4.1 罚函数法原理 |
| 3.4.2 算法步骤及参数选取 |
| 3.4.3 仿真验证 |
| 3.5 梯度投影法与内点罚函数法仿真结果比较 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于广义逆的多光谱辐射测温约束优化反演算法研究 |
| 4.1 广义逆矩阵原理 |
| 4.2 基于广义逆的发射率及真实温度反演算法 |
| 4.2.1 算法原理 |
| 4.2.2 仿真验证 |
| 4.3 基于广义逆和外点法的发射率及真实温度反演算法 |
| 4.3.1 外点罚函数法原理 |
| 4.3.2 算法流程及参数选取 |
| 4.3.3 仿真验证及算法比较 |
| 4.4 实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 稻壳粉生物质锅炉火焰温度测量实验 |
| 5.1 辐射测温的基本方法 |
| 5.1.1 亮度测温法 |
| 5.1.2 比色测温法 |
| 5.1.3 全辐射测温 |
| 5.1.4 多光谱辐射测温法 |
| 5.2 实验方案 |
| 5.2.1 实验总体设计 |
| 5.2.2 各设备参数 |
| 5.3 稻壳粉生物质锅炉火焰温度测量实验 |
| 5.3.1 火焰温度测量过程 |
| 5.3.2 参考温度测量过程 |
| 5.3.3 实验结果 |
| 5.3.4 不确定度分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、不同种类燃料火焰的辐射光谱测量（论文参考文献）
- [1]基于静电信号和图像的燃烧器火焰检测[D]. 李珊. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [2]基于光谱分析的生物质压缩颗粒燃烧特性研究[D]. 黄显良. 中国矿业大学, 2021
- [3]基于自辐射光谱分析的准东煤燃烧特性及Na释放特性研究[D]. 于凌波. 中国矿业大学, 2021
- [4]基于重聚焦光场图像的三维发光火焰温度场层析重建[D]. 李天骄. 哈尔滨工业大学, 2021
- [5]小球藻生物柴油燃烧光谱分析及其反应历程[D]. 黄镇文. 华南理工大学, 2020(02)
- [6]基于火焰光谱分析及图像处理的生物质燃烧监测研究[D]. 葛红. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [7]基于自发辐射的单颗粒固体燃料燃烧过程碱金属的释放特性研究[D]. 骆发胜. 华南理工大学, 2020(02)
- [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]基于光谱特性的生物质燃烧结渣研究[D]. 韩长兴. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [10]生物质火焰温度多光谱测量技术研究[D]. 顾伟宏. 东北林业大学, 2019(01)