化工学报
化工學報
화공학보
JOURNAL OF CHEMICAL INDUSY AND ENGINEERING (CHINA)
2010年
3期
612-622
,共11页
温度场%光学分层层析成像%火焰%图像重建
溫度場%光學分層層析成像%火燄%圖像重建
온도장%광학분층층석성상%화염%도상중건
temperature field%optical sectioning tomography%flame%image reconstruction
燃烧火焰温度场的测量无论对研究火焰的结构及生成机理、燃料的混合和燃烧方式,还是对燃烧设备的稳定运行和控制都具有重要的意义.介绍了一种利用高速分层摄像控制系统重建火焰温度场的方法.连续的三维发光体可以看成若干个互相平行的二维发光断层的组合,对发光体某断层进行聚焦摄像,得到的图像是该断层的像和其他断层的离焦像的叠加像.对不同断层分别快速聚焦摄像,得到一组辐射图像,采用图像反演算法,可以重建各断层的原始图像.根据图像灰度和火焰温度之间的关系,可建立火焰的三维温度场.通过蜡烛火焰实验,验证了该方法的可行性.实验结果在一定程度上揭示了火焰内部的辐射分布、温度分布和燃烧结构,反映了火焰的三维燃烧特性.该方法可作为一种新的测量和诊断方法,应用于燃烧火焰三维场参数和其他两相流三维场参数的测量中.
燃燒火燄溫度場的測量無論對研究火燄的結構及生成機理、燃料的混閤和燃燒方式,還是對燃燒設備的穩定運行和控製都具有重要的意義.介紹瞭一種利用高速分層攝像控製繫統重建火燄溫度場的方法.連續的三維髮光體可以看成若榦箇互相平行的二維髮光斷層的組閤,對髮光體某斷層進行聚焦攝像,得到的圖像是該斷層的像和其他斷層的離焦像的疊加像.對不同斷層分彆快速聚焦攝像,得到一組輻射圖像,採用圖像反縯算法,可以重建各斷層的原始圖像.根據圖像灰度和火燄溫度之間的關繫,可建立火燄的三維溫度場.通過蠟燭火燄實驗,驗證瞭該方法的可行性.實驗結果在一定程度上揭示瞭火燄內部的輻射分佈、溫度分佈和燃燒結構,反映瞭火燄的三維燃燒特性.該方法可作為一種新的測量和診斷方法,應用于燃燒火燄三維場參數和其他兩相流三維場參數的測量中.
연소화염온도장적측량무론대연구화염적결구급생성궤리、연료적혼합화연소방식,환시대연소설비적은정운행화공제도구유중요적의의.개소료일충이용고속분층섭상공제계통중건화염온도장적방법.련속적삼유발광체가이간성약간개호상평행적이유발광단층적조합,대발광체모단층진행취초섭상,득도적도상시해단층적상화기타단층적리초상적첩가상.대불동단층분별쾌속취초섭상,득도일조복사도상,채용도상반연산법,가이중건각단층적원시도상.근거도상회도화화염온도지간적관계,가건립화염적삼유온도장.통과사충화염실험,험증료해방법적가행성.실험결과재일정정도상게시료화염내부적복사분포、온도분포화연소결구,반영료화염적삼유연소특성.해방법가작위일충신적측량화진단방법,응용우연소화염삼유장삼수화기타량상류삼유장삼수적측량중.
The temperature measurement of combustion flame is very useful in studying flame structure, fuel mixing and combustion,and stable operation and control of combustion equipment.In this paper, the high speed optical sectioning method is introduced to reconstruct the flame temperature field.A 3-D irradiance body can be regarded as a combination of a set of 2-D luminous sections and the corresponding image of the 3-D irradiance body can be regarded as the superposition of the focused and the defocused images.Focusing on each section and taking photos using a single CCD camera, the original luminosity distribution of each section can be retrieved by using the image inversion algorithm.Furthermore, based on the relationship between luminosity and temperature, the temperature distribution of flame can be reconstructed.The candlelight experimental results prove the feasibility of the method and reveal the internal radiation structure of flame.It can be used as a new measurement and diagnostic tool for quantitative characterization of a combustion flame and other two-phase flow parameters field.