聲學(xué)法二維溫度場(chǎng)及速度場(chǎng)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(gè)發(fā)生在大空間范圍、不斷脈動(dòng)的、具有明顯三維特征的物理化學(xué)過(guò)程，因此燃燒工況的監(jiān)測(cè)對(duì)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(cè)量方法具有測(cè)量精度高，非接觸式，測(cè)量范圍廣，測(cè)量對(duì)象空間范圍大(可達(dá)數(shù)十米)，實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，必將在工業(yè)鍋爐溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的檢測(cè)中起到越來(lái)越重要的作用。 本文在溫度場(chǎng)的重建過(guò)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(chǎng)重建的過(guò)程中，聲波路徑的

2、彎曲效應(yīng)是影響溫度場(chǎng)重建精度的重要因素。尤其對(duì)于梯度較大的溫度場(chǎng)，將聲發(fā)射器/接收器之間的直線作為聲音傳播路徑會(huì)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(shí)實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)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(chǎng)，然后求取聲波路徑，修正溫度場(chǎng)，重復(fù)進(jìn)行這一過(guò)程，直至重構(gòu)結(jié)果收斂。本算法通過(guò)單峰對(duì)稱溫度場(chǎng)，單峰偏斜溫度場(chǎng)和雙峰溫度場(chǎng)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，結(jié)果證明算法是可行的，同

3、時(shí)證實(shí)了如果考慮聲波路徑彎曲效應(yīng)，溫度場(chǎng)重建精度大大提高。 鍋爐燃燒煙氣速度場(chǎng)的測(cè)量是燃燒領(lǐng)域一個(gè)復(fù)雜但很重要的問(wèn)題，一旦掌握了爐內(nèi)流場(chǎng)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(cè)技術(shù)是可以用來(lái)測(cè)量燃煤電站大容量鍋爐煙氣流動(dòng)工況的幾種方法之一。由于聲波信號(hào)穿過(guò)爐膛所需的時(shí)間受到煙氣流速的影響，根據(jù)測(cè)得的各路徑時(shí)間值，利用速度場(chǎng)重建算法即可重建出爐膛燃燒煙氣速度場(chǎng)。本文介紹了速度場(chǎng)重建的兩種算法，建立了一個(gè)由6個(gè)參