基于火焰动态形变特征的转炉炼钢终点判定

炼钢转炉炉口火焰的动态形变特征与吹炼数据有密切的关系,在不同吹炼时期显示出不同的规律性,是吹炼过程中的显著特征。准确地表示和描述火焰边界动态形变对依据火焰图像判定转炉吹炼终点具有重要意义,且能克服静态边界特征存在的振荡剧烈问题。提出一种表述火焰边界动态形变的方法,首先定位了符合人眼感知的火焰区域中心;其次,利用此中心对火焰边界进行极坐标建模;最后,依据边界模型定义了火焰边界动态形变幅度谱的提取方法,对动态形变过程进行描述,并将其应用于转炉终点的判定。为保证火焰边界动态形变描述的有效性,对原火焰图像及提取到的火焰边界进行了处理。实验结果表明,与现有的差分链码曲率、边界不变矩和圆形度等火焰边界静态特征相比,所提算法有较高的识别率,且能满足实时性要求,有较高应用价值。

火焰长度的图像测量方法研究

提出了一种火焰长度的测量方法。该方法利用彩色面阵CCD相机获得火焰图像;根据火焰辐射强度和亮度之间的理论关系,提出了基于图像亮度来提取火焰图像;依据提取的火焰图像,提出了一种确定火焰边界和计算火焰长度的算法。最后用蜡烛在实验室进行了试验验证。利用M atlab提取火焰亮度图像,并进行了滤波处理;利用V isual C#编程技术,依据所提取的火焰边界和长度计算方法,得到火焰实际长度。该方法代替了传统的手工测量,操作方便、简单。试验表明该方法能达到理想的测量结果。

微波对超声速燃烧火焰结构的影响

超声速中等离子辅助燃烧是一种具有潜力的助燃方式。通过将低功率微波馈入超燃冲压发动机燃烧室的方式,研究了微波对火焰结构的影响。实验来流马赫数为2.5,常温乙烯燃料从壁面横向射流,以单级凹腔作为火焰稳定器,分别加入500W和700W连续2.45GHz的微波,利用高速相机拍摄火焰CH^*发光图像。研究表明微波的加入使超声速火焰稳定结构发生改变,火焰的起始和稳定位置从凹腔剪切层向射流出口转移,表明微波对火焰传播速度或者燃烧反应速率有增强作用。同时利用火焰边界提取和分形几何的方法,发现微波能够增大火焰边界分形维度,分析认为火焰传播速度由于微波的加入而增加,证明小功率的微波对超声速燃烧有促进作用。

不同管径的Y形微燃烧器内氢气-空气非预混燃烧的火焰传播特性

实验研究了内径分别为1 mm、2 mm和3 mm,水平通道长度为200 mm的Y形微燃烧器内氢气/空气扩散燃烧的火焰传播特性。首先,d=2 mm的燃烧器内的火焰传播模式最为丰富。其次,当燃烧器管径较大时,火焰更容易因扰动而发出噪音。在d=2和3 mm的燃烧器内能观察到两个阶段的噪音,而当d=1 mm时只有一个阶段的噪音。d=2 mm的燃烧器内平均火焰传播速度最小。而且,随着管径的增大,边界火焰更长。值得注意的是,在d=1 mm的燃烧器内,实验观察到了移动的"火焰街"。最后,基于系统的实验观察绘制了八种火焰传播模式的分布图。总之,本文不仅揭示了火焰传播特性与运行参数和尺度效应之间的关系,而且能为Y形微燃烧器的设计和运行提供指导。