窯內(nèi)彌散介質(zhì)的輻射傳遞特性及溫度場重建研究.pdf

1、焚燒法因?yàn)槠湮锪线m應(yīng)性廣、減量化、無害化等明顯優(yōu)點(diǎn)已成為發(fā)達(dá)國家處理廢棄物的主要途徑，在我國主要城市也已建立了焚燒處理廠，開始這方面的研究。但同時(shí)，研究指出垃圾焚燒也已成為劇毒物質(zhì)二噁英類化合物產(chǎn)生的主要來源。
　　 目前普遍認(rèn)為二噁英類化合物的生成與窯內(nèi)溫度場分布有著密切聯(lián)系，同時(shí)焚燒爐內(nèi)的溫度場分布對于焚燒系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、減少窯內(nèi)結(jié)渣等也有著重要意義。而目前典型的廢棄物焚燒系統(tǒng)對溫度監(jiān)控仍采用熱電偶式測溫裝置，無法反應(yīng)整個(gè)焚

2、燒系統(tǒng)內(nèi)實(shí)際溫度的分布情況。因此本文基于對彌散介質(zhì)的輻射傳遞特性的計(jì)算方法的研究，嘗試將利用火焰輻射對焚燒爐內(nèi)截面溫度場反演重建的技術(shù)應(yīng)用于回轉(zhuǎn)窯焚燒爐。
　　 首先基于Mie散射理論，對球形固體顆粒的輻射特性進(jìn)行了研究；并計(jì)算了回轉(zhuǎn)窯內(nèi)碳粒及飛灰粒子云的輻射特性參數(shù)。對于氣體介質(zhì)的輻射特性參數(shù)計(jì)算，比較了譜帶模型法和逐線計(jì)算法的差異，認(rèn)為譜帶模型法的計(jì)算精度適用于工程應(yīng)用，可用于焚燒爐內(nèi)混合氣體的輻射參數(shù)計(jì)算。隨后使用Flue

3、nt對廢棄物回轉(zhuǎn)窯焚燒狀況作了數(shù)值模擬，得出了燃燒空間內(nèi)的溫度場分布及氣體介質(zhì)濃度場分布。在此基礎(chǔ)上對紅外熱像儀的發(fā)射率設(shè)置進(jìn)行了計(jì)算。
　　 最終以兩段式回轉(zhuǎn)窯焚燒爐為研究對象，基于逆向Monte Carlo方法，提出了利用電荷耦合器件攝像機(jī)所獲取的輻射信息進(jìn)行爐膛斷面二維彌散介質(zhì)溫度場快速重建的模型。應(yīng)用最小二乘QR(LSQR)矩陣分解算法結(jié)合維恩定律即可重建出截面溫度場。并進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了重建方法的可行性