資源描述：
《基于TDLAS的火焰溫度場反演理論與實(shí)驗(yàn)研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于TDLAS的火焰溫度場反演理論與實(shí)驗(yàn)研究(申請清華大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文)培養(yǎng)單位：熱能工程系工程領(lǐng)域：動力工程研究生：劉志斌指導(dǎo)教師：丁艷軍教授聯(lián)合指導(dǎo)教師：金生祥高工二○一七年五月TheoreticalandexperimentalstudyonthereconstructionofflametemperaturefieldbyTDLASThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementfortheprofessionaldegreeofMas
2、terofEngineeringbyLiuZhibin（PowerEngineering）ThesisSupervisor:ProfessorDingYanjunAssociateSupervisor:SeniorEngineerJinShengxiangMay,2017摘要摘要火焰燃燒溫度是得知火焰燃燒狀態(tài)的重要參數(shù)，隨著工廠排放物引起的環(huán)境污染加重，國家的整治力度加強(qiáng)，獲取火焰燃燒溫度以優(yōu)化燃燒過程及減少污染物的排放便有著十分重要的意義?？烧{(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜法(TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscop
3、y,TDLAS)是近年來受到眾多研究人員關(guān)注的測量技術(shù)，因其具有高度選擇性、反應(yīng)靈敏、受干擾小、原理簡單、設(shè)備便捷等優(yōu)點(diǎn)，在眾多光學(xué)測量技術(shù)中脫穎而出。但在溫度測量方面，TDLAS技術(shù)仍舊存在兩個(gè)突出問題，測量時(shí)的時(shí)間與空間不同步，以及TDLAS沿光程積分平均使得對非均勻溫度場測量存在偏差。本文將雙波長耦合法與TDLAS測量進(jìn)行結(jié)合，改善現(xiàn)有測量方法的不足之處，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合空間反演算法，將TDLAS溫度測量從一維擴(kuò)展到二維，最后通過數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，完成了下述研究內(nèi)容：1、將雙波長耦合法引入TDLAS測量并結(jié)合傅里葉分析法，一定程度上解決
4、了TDLAS溫度測量上時(shí)間與空間不同步的問題。通過理論推導(dǎo)，得出雙波長耦合法測量溫度的公式。選取H2O的光譜譜線，進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算與室溫溫度測量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，測量的相對誤差為?1.33%。在管式爐提供的相對均勻的溫度環(huán)境下同樣選取了H2O的光譜譜線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，沿光程布置熱電偶陣列與TDLAS測量的溫度作對比，將熱電偶所測溫度分布沿光程平均后，測量相對誤差不超過?1.6%，證明了雙波長耦合法測量方法的有效性。2、在TDLAS雙波長耦合法測量的基礎(chǔ)上，引入空間反演算法，將TDLAS溫度測量從一維擴(kuò)展到了二維。首先通過文獻(xiàn)調(diào)研，模擬設(shè)置了兩種溫度場
5、模型——軸對稱溫度場和非軸對稱雙峰溫度場。接下來分別利用三種空間反演算法來模擬計(jì)算這兩種溫度場模型。經(jīng)過模擬結(jié)果的對比以及各算法的優(yōu)劣比較，得出了代數(shù)重構(gòu)算法(AlgebraicReconstructionTechnique,ART)更適合在實(shí)際應(yīng)用中推廣這一結(jié)論。在此基礎(chǔ)上以同流層流擴(kuò)散火焰燃燒器為實(shí)驗(yàn)平臺，在測量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用ART反演計(jì)算，得到甲烷火焰不同高度截面的溫度場分布。關(guān)鍵詞：可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)；雙波長耦合法；空間反演；代數(shù)重構(gòu)算法IAbstractAbstractTheflameburningtemperature
6、isanimportantparametertolearntheflameburningstate,withtheenvironmentalpollutioncausedbyfactoryemissionsincreased,andourcountrymakeseffortstostrengthentherectification,itisveryimportanttoobtaintheflamecombustiontemperaturetooptimizethecombustionprocessandreducethedischargeofp
7、ollutants.Tunablediodelaserabsorptionspectroscopy(TDLAS)isakindofmeasurementtechnologywhichhasbeenpaidcloseattentionbymanyresearchersinrecentyearsbecauseofitshighselectivity,sensitivereaction,littleinterference,simpleprincipleandconvenientequipment,standingoutofmanyotheropti
8、calmeasurementtechnology.However,intermsoftemperaturemeasurement,TDLAStechn
