基于改进YOLOv7的转炉火焰燃烧状态检测研究

针对某炼钢厂A号转炉炉膛火焰燃烧状态分析判定问题,提出基于改进YOLOv7深度学习网络架构结合视频火焰状态的判断方法。首先引入无参平均注意力机制(PfAAM),在不添加参数或超参数的情况下捕获通道注意力和空间注意力,并使用轻量化上采样算子(CARAFE)、功能的内容感知重组进行上采样,使YOLOv7网络获得更好的鲁棒性和准确性。优化后的网络,MAP_0.5值提升了2.4%,精确率提升了5.5%,帧率达到了51.5帧/秒。结合视频图像Matlab火焰状态分析方法,充分利用图像和特征信息增加了对火焰状态判断的可解释性和鲁棒性,并提高了算法的安全性和可信度。实验结果也表明改进算法能够有效提升对火焰燃烧状态识别的准确率和实时性。

基于Mask R-CNN的锅炉火焰图像核心高温区域提取

为了提高锅炉火焰核心高温区域特征提取的准确性和稳定性,结合四角切圆燃烧锅炉火焰特点,提出了一种基于Mask R-CNN的火焰核心高温区域轮廓提取方法。通过某330 MW燃煤锅炉工业火焰监控系统获取约10 000帧历史运行工况的火焰图像进行建模,并对升负荷工况的火焰图像进行在线处理验证。结果表明:基于Mask R-CNN模型的核心高温区域检测精准率达到92.35%,相比于传统的阈值分割法、边缘检测法具有更高的稳定性;Mask R-CNN模型能更好地适应变负荷时脉动火焰波动、快速变化的特点,轮廓边缘受其他区域的影响较小,有助于针对火焰核心高温区域轮廓进行火焰几何特征、分布特征的提取计算。

建筑火灾顶棚射流的数值模拟及火焰扩展长度处理方法

探讨了建筑火灾数值模拟中常用的火焰区域获取方法及其优缺点。通过火灾动力学模拟软件(Fire Dynamics Simulator, FDS)对建筑火灾中的顶棚射流现象进行了模拟计算,其中考虑了不同火源热释放速率与不同火源距顶棚高度等条件的影响。分别采用连续图像法和温度阈值法获取了数值模拟中顶棚射流火焰扩展长度的数据,并与文献中基于试验建立的火焰扩展长度预测模进行了对比。结果表明:通过温度阈值法获取的火焰扩展长度数据受阈值取值的影响较大。通过连续图像法获取的火焰扩展长度数据可以较好地反映出火焰扩展在不同火源热释放速率及不同火源距顶棚高度等条件下的动态变化情况,与前人建立的火焰扩展长度预测模型之间的吻合较好,表明通过连续图像法获取的火焰扩展长度数据较为准确。建筑火灾数值模拟中的火焰扩展长度可通过基于单位体积热释放速率的连续火焰图像获取。研究结论可为建筑火灾数值模拟中火焰燃烧区域的确定提供参考。

多喷嘴气化炉气体浓度及撞击火焰高度分析

基于多喷嘴对置热模实验平台,以柴油为模拟介质,对其气化过程进行了实验研究.采用水冷取样管,对气化炉喷嘴平面及轴线上方进行气体取样,经气体净化系统,由质谱仪实时在线分析.结果表明,喷嘴平面内,距中心5 cm处,CO,CO2和H2浓度开始发生较大变化,即为火焰撞击区域,且该区域同由火焰图象拍摄结果一致;气化炉中心轴线方向,气体浓度曲线在距离中心29 cm处出现拐点,表明气化火焰高度与炉内径之比约为1.0.

大空间火灾火焰图像分割区域的静态特征描述与提取

大空间火灾的有效检测对预防火灾、保护人员生命财产安全有着至关重要的作用。基于火焰视频图像的检测结果,对分割出的火焰图像进行静态特征描述和分析,提取出火焰候选区域的多种定量特征描绘子,并从颜色特征、纹理特征和形状特征这三个方面来描述火焰影像区域的静态视觉特性。试验结果表明利用火焰影像的颜色矩特征能够区分一般干扰物体;利用纹理特征能有效排除与火焰像素颜色相近的干扰物体;同时,采用圆形度作为火焰图像区域的形状特征描绘子也能排除常见的干扰模式,从而对火灾事件进行准确而有效的识别,减少识别误报率。

一种新的火焰稳定机制(英文)

传统的钝体稳焰机制以高温烟气的回流预热初始燃料,促使着火提前,强化燃烧,达到稳定火焰的目的.这种钝体稳焰机制并未将回流区所具备的全部功能都发挥出来.本文提出的开缝钝体燃烧机制,即在钝体中心设置缝隙,向回流区送入少量燃料与空气,使其在最有利的环境中立即着火,形成一值班火焰,以明火点燃主流.这样,回流区的"被动热源"将转变成"主动热源",从而大大增强了回流区对主流的稳焰效果.本文还对开缝钝体燃烧器的燃烧机制和实验结果进行了讨论.

管道内预混气体爆燃过程的实验研究

对预混气体在圆形管道内的爆燃过程进行了实验研究 ,根据实验结果将超压的变化过程分为前驱冲击波、升压、降压、余压四个阶段 ,将气体燃烧的变化过程分为未燃、燃烧、已燃三个阶段 ,并对各阶段中超压和火焰传播状况进行了分析。通过实验结果得到了燃烧时间与火焰传播速度之间成直线关系 ,以及实验中反应区的宽度要远大于湍流燃烧理论中的反应区宽度的结论。

大空间早期火灾火焰图像分割区域的特征描述与提取(英文)

基于火焰视频图像的检测结果,对分割出的火焰图像进行特征描述和分析,提取出火焰候选区域的多种定量特征描绘子。首先从颜色特征、纹理特征和形状特征3 个方面描述火焰影像区域的静态视觉特性,同时引入面积变化率和形体相似度 2 种描绘子来描述火焰区域的动态视觉特征,作为对火焰静态视觉特征的有效补充,以提高火焰识别系统的有效性和鲁棒性。相关结果可为后续火灾模式识别以及火焰空间定位提供理论基础,减少识别误报率,提高大空间灭火系统的工作效率。

天然气平焰烧嘴的研究

总结、叙述了 DNGP- 10 0天然气平焰烧嘴试验研究结果。研究了此烧嘴的平焰直径和厚度 ,讨论了回流区的最大直径和长度的变化 ,试验研究了回流区中心线上的负压分布。

分区域—多点源的高架火炬安全距离计算新模型

高架火炬安全距离的大小直接影响土地资源利用及安全问题,其值的确定取决于能否准确地计算出高架火炬射流火焰产生的热辐射,传统的高架火炬热辐射计算模型可分为点源模型和固体火焰模型两大类。前者计算简单但精度较低,后者精度较高但计算较为繁琐。为此,结合点源模型和固体火焰模型各自的优点,在点源模型的基础上进行改进,提出了分区域—多点源的高架火炬安全距离计算新模型,并通过FLUENT软件进行全尺寸数值模拟,将数值模拟结果与设计规范使用的常规单点源及多点源模型计算结果进行了对比。结果表明:新模型可以较为简便地计算出高架火炬射流火焰产生的热辐射,最大误差为6.2%。结论认为:新模型快速简便且精度较高,可以克服现有规范标准中对热辐射强度估计过高、安全距离划分过于保守的不足,有助于合理划定高架火炬安全距离,为高架火炬设计规范的完善与改进提供了科学的依据。

基于面域的火焰切割信息自动识别

在数控火焰自动编程过程中,为了实现切割信息的准确、自动识别,首先分析了排样图中包含的引入线及零件轮廓线的表达方式和特点,并对比AutoCAD中面域对象构成方式和特点,提出了基于面域的火焰切割信息自动识别方法。然后详细地阐述了识别过程,并针对识别过程中可能出现的问题,提出了有效解决方案。最后进行了信息识别试验,试验结果表明此方法方便、高效,识别结果完整、准确,为自动编制数控切割程序奠定了基础。

基于光照补偿和模糊增强的煤粉区分割方法

针对回转窑烧结带火焰图像中煤粉射流混合区域("黑把子"或"煤粉区)"存在光照不均和粉尘影响的问题,提出一种基于自适应光照补偿和模糊增强的煤粉区分割方法。首先利用图像的局部均值对图像亮度进行垂直方向自适应光照补偿,然后采用水平投影隶属度均值作为渡越点对应的模糊阈值,对煤粉区进行水平方向自适应模糊增强,最后用快速模糊C均值聚类分割黑把子区。实验结果表明,所提出的方法可有效克服窑内火焰图像的光照不均和图像模糊问题,快速完整地分割模糊图像中的黑把子区域,具有较强的鲁棒性。

潮水盆地红沙岗地区低煤阶煤层气勘探前景

潮水盆地位于河西走廊东段北侧,地跨甘肃、内蒙古两省区,蕴藏一定的煤炭和油气资源,红沙岗地区是其中重要的煤炭富集区,煤炭资源量约12×108t。为弄清楚该区的煤层气勘探前景,详细研究了其煤层气地质条件。结果认为:该区煤层以低煤阶长焰煤为主,厚3～35m,分布稳定,顶部煤层直接盖层为油页岩,煤层气保存条件较好,具有一定的煤层气勘探潜力;但部分地区煤层含气量低,关键原因在于煤层缺少后期生物气的补充。进而指出了该区煤层气勘探的方向:古地温异常、煤阶较高、保存条件较好的地区是该区的煤层气富集区;其中红沙岗北部具有缺氧、低矿化度和低温环境,大量微生物细菌可能存活,并代谢甲烷、正烷烃和其他有机物,煤层的含气量能得到补充,具有较大的勘探价值。

基于可见光图像的火焰识别与提取

对火焰的基本特征进行分析,从中选择出几种比较有代表性的火焰特征作为判据来识别和提取火场图像中的火焰区域。基于火灾火焰的亮度特征利用区域生长法分割出疑似火焰区域;根据RGB和HIS颜色模型的对应关系,通过分离火焰像素的R、G、B分量,验证了火焰的色彩分布规律;利用圆形度判据排除规则光源的干扰。

试从北宋少林寺初祖庵大殿分析江南技术对《营造法式》的影响

通过对北宋少林寺初祖庵大殿的构架、结构和构件式样的分析,概述了江南地域建筑技术对《营造法式》以及北宋北方建筑的影响程度。

运动区域提取和闪频分析并行的火焰检测算法

在火焰检测中对火焰运动区域提取和闪烁特征分析大都分开进行,本文在提取运动区域的同时分析该区域的闪频特性,即将火焰的运动特征和闪烁特征同时提取。首先基于Ohta颜色空间找出图像中具有火焰颜色的疑似区域,其次根据视频图像某个位置在一段时间内变化的程度和次数是否都达到一定程度提取具有闪烁特性的运动区域,最后根据具有火焰颜色的连通区域是否包含这种运动区域,且颜色区域与运动区域的面积比例是否达到一定比值,来判断该连通区域是否为火焰。实验结果表明该方法在提取运动区域的同时能排除不具火焰闪烁特征的前景,且能在运动区域提取不完整的情况下保持较高的火焰检测率和较低的误检率。

以高温回流稳定煤粉燃烧火焰的简化分析模型

基于炉膛中煤粉空气射流的流场特征，提出了以高温回流区内煤粉挥发分燃烧释热来加热和点燃煤粉气流从而实现火焰稳定的集总分析模型，并以回流区温度的变化率为判据找到了稳定煤粉气流的回流区特征尺度，据此就能近似判定各种煤粉气流流场的火焰稳定性能。

一种简易稳定火旋风火焰多参量测量系统

研制一种简易稳定火旋风测量演示装置和多参量测试系统。装置主要由旋风罩、竖直槽道组成,实现火旋风的形成和风流旋转观测。利用该系统开展了75%、100%酒精和正庚烷燃料以及不同质量正庚烷燃料火旋风实验,分析温度和火焰光信号变化,并通过火焰光信号的STA/LTA算法分析将火旋风火焰分为三个区域。

京唐550m^2烧结机台车上物料和烧结矿分区研究(Ⅱ)

检测表明,京唐550 m2烧结机料层各层各区烧结矿存在的问题为:①高温带宽度和移动速度沿台车宽度方向呈现一定的不均匀性;②除表层外,沿料层高度往下,烧结矿的转鼓指数和成品率等指标并不一定增高,粒度降解程度反而越往下越大。基于以上研究,提出了优化措施。实施后,使得物料在台车宽度和高度方向上分布得到改善,尤其是高度方向上偏析趋于合理,烧结矿质量有所改善,转鼓指数提高0.2～0.49个百分点,5～10 mm比例降低0.2～0.69个百分点,成品率提高1.67%。

预混湍流火焰面褶皱结构网络拓扑研究

湍流火焰结构是表征湍流与火焰相互作用的组分、速度、温度等标量场信息,理解湍流与火焰相互作用规律,验证和发展湍流燃烧模型的实验基础。针对传统曲率PDF分布反映湍流火焰面褶皱结构失准问题,利用网络拓扑结构方法可以标记系统关键节点和特征结构,构建湍流火焰面的拓扑结构。本文标记了湍流火焰面上的关键褶皱结构,分析了湍流与火焰的作用规律,结果表明:低湍流强度下,湍流火焰面的关键褶皱结构由火焰自身不稳定性引起;当湍流强度增大,湍流火焰面的关键褶皱结构由湍流尺度决定。在本生灯湍流火焰中,火焰自身不稳定性引起的火焰褶皱与火焰发展距离有关。在本生灯火焰底部,火焰自身不稳定性不引起火焰面褶皱,随着火焰向下游发展,其对火焰面影响逐渐增大,火焰褶皱程度增加。