高溫燃?xì)鉁囟群蜐舛韧瑫r(shí)檢測(cè)模擬研究.pdf

1、化石燃料燃燒產(chǎn)生的高溫燃?xì)獯嬖谟阱仩t爐膛、工業(yè)爐窯、燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等各類能源動(dòng)力裝置中,準(zhǔn)確測(cè)量燃?xì)鉁囟群徒M分濃度對(duì)于研究燃燒機(jī)理、燃料燃燒特性、污染物生成與控制和能源動(dòng)力裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)有重要意義。本文開展了基于多譜帶氣體輻射建模的燃?xì)鉁囟?、二氧化碳和水蒸氣濃度同時(shí)檢測(cè)技術(shù)的研究工作,所做工作具體如下:
　　本文首先從氣體譜帶發(fā)射率對(duì)氣體分子柱密度和溫度的依賴關(guān)系出發(fā),對(duì)多譜帶氣體輻射建模進(jìn)行了分析,并提出了使用二元多項(xiàng)式進(jìn)行擬

2、合的建模方法。然后研究了基于多譜帶氣體輻射建模測(cè)量CO2和H2O氣體溫度、濃度的原理,提出了一套與模型相適應(yīng)的反演算法,以及根據(jù)氣體譜帶發(fā)射率曲線、譜帶發(fā)射率隨溫度變化曲線及光譜儀的光譜帶寬來(lái)選取譜帶的方法。
　　以實(shí)驗(yàn)室乙烯層流擴(kuò)散火焰的燃燒后煙氣為對(duì)象,開展了CO2和H2O氣體溫度、濃度檢測(cè)的模擬研究。首先使用HITEMP-2010數(shù)據(jù)庫(kù)分別在2340cm-1、3900cm-1和3740cm-1譜帶上構(gòu)建了模型;然后通過(guò)算例對(duì)

3、模型和反演算法進(jìn)行了考察。等溫、均質(zhì)條件下的模擬結(jié)果顯示:信號(hào)未疊加誤差時(shí),溫度、CO2和H2O氣體濃度最大相對(duì)誤差分別為2.44％、1.69%和1.0%;信號(hào)疊加±5%誤差時(shí),最大相對(duì)誤差分別為6.34%、11.08%和3.80%。非等溫、均質(zhì)條件下的模擬結(jié)果顯示:溫度值均與條件中設(shè)定溫度范圍吻合良好;信號(hào)未疊加誤差時(shí),CO2和H2O氣體濃度最大相對(duì)誤差分別為0.69%和1.38%;信號(hào)疊加±5%誤差時(shí),最大相對(duì)誤差分別為-5.24%