基于Python的CO_(2)/O_(2)氛围下柴油燃烧火焰特征分析

为分析柴油在CO_(2)/O_(2)氛围下燃烧的火焰特征,利用光学定容燃烧室测试并拍摄了6种不同工况下的柴油燃烧过程.基于自编的Python代码对火焰图像进行后处理,提取出火焰浮起长度、红绿分量比、平均亮度、相关性系数、面积变化率和重叠率等特征参数并进行分析.结果表明:在空气和CO_(2)/O_(2)氛围下,柴油火焰浮起长度和相关性均随燃烧进程先增大后减小再增大,平均亮度则先增大后减小,其在空气下和35%CO_(2)+65%O_(2)氛围下的峰值分别为210.75 px和138.89 px.在火焰发展阶段,红绿分量比保持在0.8~1.2之间,而在火焰熄灭阶段,随着CO_(2)浓度减小和O_(2)浓度增大,红绿分量比有所减小.与在空气下燃烧相比,柴油在CO_(2)/O_(2)氛围下的燃烧火焰形状更加细长,湍流现象更加明显,火焰浮起长度缩短,平均亮度下降.

环境风下大型储罐火灾火焰特征与热物理性质研究

为研究燃油储罐火灾过程中的火焰特性与火灾发展过程,基于相似准则设计小尺度实验,通过数值模拟进行全尺度实验验证,指出风速状态对储罐火灾的火焰特征、特性的影响。研究结果表明:处于软风、轻风状态时,甲醇汽油的燃烧会更快进入稳定燃烧阶段,维持稳定阶段的时间更久。火焰高度与火焰倾角的变化随着风速的增加逐渐减小并逐渐趋于平缓、火焰最高温度逐渐减小,但对火焰轴线的温度分布影响不明显;在无风状态时,风速的增加对达到热释放速率最大值的时间影响不大,但对热释放速率最大值影响较为显著;在软风、轻风状态时,风速对达到热释放速率最大值的时间影响较大。通过全尺度数值模拟实验验证得到相似实验与数值模拟实验之间的相对误差基本分布在15%以下,具有一定可靠性。研究结果可为燃油储罐火灾的安全性及其小尺度相似实验提供设计参考。

空气引射对斯特林发动机火焰特征及燃烧温度的影响

为了研究空气引射对斯特林发动机常压燃烧特性的影响,在可视化试验台上进行了不同工况下的燃烧试验,并利用高速摄影机拍摄了燃烧室内的火焰图像,利用热电偶测量了燃烧室内的燃烧温度.结果表明,无空气引射时,燃烧火焰较长,张角较小,波动较大,高温区集中在燃烧室轴线附近;加入适量引射空气,火焰缩短,张角增大,稳定性提高,高温区外扩,位置向喷嘴靠近,燃烧温度升高;过量引射空气使火焰失稳,温度场紊乱,高温区分散,燃烧温度下降.

燃烧火焰特征的数字图像处理系统

介绍了一个作者自行开发的注蒸汽的燃气轮机燃烧室火焰特征分析软件 ,借助于数字图像处理技术和光学辐射理论对燃烧火焰的结构、层次和轮廓进行了分析和处理 ,同时依据火焰图像推算出其温度场 ,从而为燃烧室理论设计和实验处理提供一个强有力的分析工具。

火焰特征综合教学实验台的研制

燃烧学课程是热能动力工程专业核心课程之一,实验教学是辅助学生对燃烧理论的理解和解决工程实际问题方法掌握的重要手段,是该门课程的重要组成部分。根据气体燃料燃烧火焰形成、传播及稳定的基本原理设计研制了火焰特征综合教学实验台。该实验台可进行气体燃料燃烧火焰结构实验、火焰温度分布测定实验、火焰分离、本生灯火焰传播极限测定以及管内火焰传播速度测定等多个实验。通过开设这些实验可加强学生对火焰形成、火焰稳定、火焰传播等理论的进一步理解。

当量比变化对合成气双旋流喷嘴燃烧火焰特征的影响

采用平面激光诱导荧光(PLIF)、高温热电偶及红外气体分析仪,对不同当量比下的合成气在双旋流模型燃烧室内的火焰特征进行了试验研究.结果表明:当量比为0.2时,合成气火焰的反应区呈月牙形,随着当量比的增大,合成气火焰根部逐渐出现M型分布特征,火焰锋面的内、外侧张角均单调减小,火焰推举高度与穿透深度增大,同时,燃烧室中下游出现大量的反应区,火焰根部受到压缩,燃烧室排气温度升高,CO排放量迅速降低.

火焰特征提取研究在火灾探测中的运用

基于常用的火灾探测方法中都是使用单一特征,对火灾的图像进行判别,这一技术在复杂的场所中并不能有效地去除干扰源,从而出现误报、漏报等问题,提高火灾探测的有效性和准确性的目的。在对火焰的颜色模型、颜色特征和形状特征进行研究的基础上,采用数字图像处理等方法,通过提取火焰的一阶颜色矩和圆形度等多种特征,并且经过支持向量机分类器进行分类,从而对火灾火焰和干扰源进行判别的试验,得出这一方法可以很好的排除干扰源信息,探测率高,可靠性好的结论。

复合稀释燃烧汽油机分层火焰特征

SI-CAI复合燃烧是一种双阶段放热的稀释燃烧方式,可以提升点燃式发动机的热效率.但是其前期的稀释火焰易产生明显的放热量波动,进而导致后期自燃过程失稳.分层火焰引燃策略(stratified flame ignition,SFI)尝试利用浓混合气火焰传播速度快的特点,抑制复合燃烧前期火焰传播的不稳定性.但是,复合燃烧通常会采用高压缩比提高温度并同时采用高稀释策略控制放热速度,其前期火焰特征与传统稀释火焰存在区别,为此,本研究通过光学实验分析复合燃烧高温和高稀释背景条件下的火焰特征.结果显示:在废气稀释条件下,浓混合气相对于稀混合气,火焰传播速度下降较少,分层火焰引燃策略具有可实现性,但废气分布的不均匀会导致火焰传播速度的各向异性.缸内温度的升高有助于加速稀释火焰,在高温、高稀释和浓混合气综合作用下,稀释火焰锋面前会出现少量自燃点,并逐渐与主火焰融合,从而提升火焰在局部方向上的传播速度,改善放热稳定性.

倾斜角度对三元乙丙橡胶火焰特征的影响

三元乙丙橡胶耐火性较差,增加了建筑外立面的火灾风险。基于ISO 9705全尺寸热释放速率平台设计搭建了燃烧实验装置,开展了不同倾斜角度下三元乙丙橡胶防水卷材的火蔓延实验,测量了火蔓延过程中的火焰特征参数,分析了倾斜角度对火焰形态、火焰高度和火蔓延速率的影响。研究结果表明,火焰倾角和火蔓延速率均与样品倾斜角度呈线性关系,火焰高度随着倾斜角度的变化呈现出不同的变化规律。

监控完全遮挡场景下火焰特征分析方法

为解决监控完全遮挡场景下火灾原因认定面临的问题,探究火焰的视频特征分析方法。利用油盘火、垃圾桶火焰和短路火花3种实体火焰模拟室内火灾,布置普通彩色CCD监控摄像头使之被完全遮挡,收集火灾视频进行预处理,利用视频分析技术提取、对比、分析油盘火焰、垃圾桶火焰和短路火花的HSV颜色、火焰面积增长、质心变化、Harris角点变化、火焰频闪等特征,并总结对应特征变化规律。结果表明:在监控完全遮挡场景下,提出的火焰视频特征分析方法可以较为精确地定量表征火焰动静态特征,为火灾调查工作的顺利开展提供有力的工具。

火焰特征量对快速烤燃的影响

为研究快速烤燃下池火中火焰特征量对烤燃弹的影响,建立了池火的快速烤燃模型,得到了烤燃弹的传热特性,分析了烤燃过程中烤燃弹放置高度和油池尺寸对火焰特征量的影响。结果表明:随着烤燃弹放置高度的增加,烤燃弹表面最高温度区域由上表面转移到下表面,辐射热通量峰值由烤燃弹上方转移到烤燃弹下方;随着油池尺寸增加,烤燃弹各表面温度更加均匀,烤燃弹吸收的热通量增加,烤燃弹表面温度升高。因此,快速烤燃试验中烤燃弹的放置高度与油池尺寸均会对火焰特征量造成影响,进而影响烤燃弹的快速烤燃特性。

快烤条件下火焰特征量的影响因素研究

建立了池火的快速烤燃模型,分析了烤燃过程中油池尺寸变化引起火焰结构变化的过程,还分析了不同尺寸、不同位置的试件对火焰特征量的影响。研究结果表明:随着油池长宽比的增加,火焰结构由类柱状体变化到扁锥状体,火焰的高度也会变化;当试件底部距离油面390 mm,油池长边与试件长度的比值为7.11,油池长宽比为1.3时,试件周围火焰温度能持续在800℃以上;试件的偏置量、试件与油面的距离是影响试件周围火焰温度的重要因素。

基于视频条件的火焰特征分析

目前视频监控系统广泛应用于我国各个城市,为分析监控视频资料,快速确定起火原因提供了条件。针对监控无遮挡情形,设计普通ABS塑料实体火及油盘火等常见火灾形式,应用视频分析方法,对油盘火焰和ABS塑料火焰的颜色、面积增长、质心变化及闪烁频率等特征进行提取、对比和分析,总结不同火焰在视频中的特征变化规律,以识别不同火焰,为快速、准确揭示火灾事故真相提供证据。

森林燃烧中的火焰特征研究进展

阐述火焰的概念,从火焰高度与长度、火焰颜色与温度、火焰热辐射与结构、火焰传播与火焰淬熄等方面对火焰特征进行综述。可利用火焰燃烧频率判断森林火灾是否发生,利用森林可燃物燃烧的火焰颜色进行火焰区域分割、提取并进行识别。影响森林燃烧火焰的主要因素是森林可燃物,其结构与组成等特征直接决定了燃烧蔓延及火焰特征。未来将聚焦森林燃烧火焰结构识别与特征提取。森林抚育能调整林分密度,优化林分结构,调控可燃物,提高森林抵御火灾能力。

基于视频环境下的火焰特征识别可燃材料的研究进展

随着监控的普及与视频分析技术的发展,火灾视频资料广泛应用于公安、消防领域,提取分析火灾视频中的火焰特征并识别起火物,能为火灾调查相关工作提供科学依据。简要介绍了火焰区域特征基本表征,重点综述了视频环境中的火焰识别算法及基于火焰特征识别可燃材料的研究进展与应用。分析总结了基于火焰特征识别可燃材料方面研究的不足,并对进一步研究方向提出展望。

基于金字塔分层L-K光流法的燃气火焰动态特征提取与分析

本文研究了金字塔分层L-K光流算法在燃气火焰诊断中的应用,通过实验提取不同工况下燃气火焰图像动态特征,并验证火焰动态特征灵敏性和有效性.结果表明:在稳定工况下,速度大小的均值和方差相比于速度方向的均值和方差更能反映火焰的动态变化;在不稳定工况下,动态特征的速度大小、均值出现周期性变化,描述了不稳定燃烧和火焰熄灭的过程;速度大小均值和方差与工况参数之间呈现显著相关,而速度方向均值和方差相关性较弱.本研究为开发新的燃气检测技术提供参考.

脉动供燃料燃烧技术及火焰频率特征

介绍了一种天然气的新型脉动供燃料燃烧技术,该技术能有效降低NOx,提高传热效率,节约能源,且改造简易,运行经济;阐述了其技术原理,综述了其发展状况,指出对我国燃烧技术改进的重要意义.利用直接摄像技术,对一个采用该燃烧方式的射流火焰在不同流量脉动频率下的火焰类型和结构特征进行了研究.结果发现,随脉动频率变化出现了丰富的火焰类型.燃气脉动与系统共振特性相耦合影响火焰脉动特性,在系统共振和谐振频率附近,火焰根部出现崩溃混合,且火焰湍动升起,火焰长度变短.在某些频率下火焰直长,具有清晰的贫富燃交替结构.

建筑防水材料火焰视频图像特征提取

在火焰视频探测技术的基础上,对建筑防水材料的火焰特征进行研究。对三元乙丙橡胶燃烧视频序列进行数据处理。运用软件编程的方法提取三元乙丙橡胶燃烧视频中的火焰特征,包括火焰面积、频谱特性以及火焰颜色空间,得到了三元乙丙橡胶燃烧初期火焰面积变化趋势、火焰脉动频率以及火焰颜色的RGB分量分布规律,为三元乙丙橡胶火灾乃至建筑外壁面的火灾探测技术研究提供数据支持。

早期火灾火焰图像特征提取分析

分析早期火灾火焰主要特征,对早期火焰图像进行处理后,提取火焰图像的尖角和圆形度图像数据并进行统计,从结果可以看出,本文算法可以识别和区分火焰和其它干扰源。

基于图像的火焰检测中无量纲动态特征研究

对火焰动态特征难以统一描述的问题,提出一种无量纲的检测方法。用"搜寻"的方法分割出火焰的可疑区域,分析火焰初期的特性,提取出三个无量纲特征因子并在贝叶斯分类器中训练,最后实现对火灾火焰的检测。其中"火焰动态常数"因子具有"稳定"的特性,其统计取值区间为[-0.003,0.003],突破了传统研究的时空局限性,不受火焰发展阶段、空间探测尺度以及监控设备种类的影响。对于实验中的不同远近的200帧序列的火焰检测,无量纲特征识别同一般特征识别结果相比较,正确识别率均超过90%。实验结果表明,无量纲动态特征因子能更好地描述火焰的特征,提高火焰识别的效率,增强火检系统的鲁棒性和可靠性。