基于连续超声波测量气泡参数的实验研究

研究了一种基于声阻原理的测量液体中毫米级气泡粒度、速度并能同时计数的方法。超声波在含气泡液体中传播时,由于气泡和液体间声阻抗差极大,致使其在气泡表面发生强烈反射/散射,阻碍了声波通过。利用频率为200 kHz的超声连续波,采用一发一收式测量,对某润滑油中的气泡进行测量,实验中气泡大小为2~6 mm,速度在0.10~0.30 m·s^−1之间,气泡通过测量区的频率为5~10 Hz。通过分析实验数据的波形幅值与气泡粒度、波形转变时间与气泡速度、通过数之间的对应关系,并利用图像法进行了标定和校验。实验结果表明,利用连续超声波可以测得油中连续通过的气泡,其原理和测量装置简单,测量结果稳定。

结合吸收光谱与互相关法的燃气速度测量方法研究

针对可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)基于多普勒效应测速方法在燃气流速测量中频移量小、误差较大的问题,提出了结合固定波长吸收光谱法与互相关法的燃气速度测量方法。考虑碳氢燃料燃烧产物特点,选取H2O分子7 185.597cm^(-1)吸收谱线,通过布置上下游两束固定波长吸收光谱测点,分析两信号的互相关特性来计算得到燃气速度。利用平面火焰炉实验系统对该方法测量燃气速度开展实验研究,获得了变工况下燃气速度随时间的变化情况。在相同工况下开展数值计算,将测量结果与数值模拟计算结果进行对比,相对偏差不超过8%。同时将该方法初步应用于煤油燃料火箭基组合循环发动机(RBCC)的高速羽流速度测量,获得了上下游探测器脉动信号,通过互相关分析计算得到了羽流速度,验证了该方法的可行性。实验结果表明,该燃气速度测量方法具有测量范围宽、测量精度高,环境干扰小等优点。提出的方法为发动机燃气速度测量提供一种简单可靠的测量方法。

煤粉燃烧火焰辐射光谱实验研究

针对煤粉燃烧辐射光谱问题,利用光纤光谱仪对煤粉平面火焰炉实验装置煤粉燃烧火焰辐射光谱进行了测量,详细分析了煤粉辐射光谱特征,并基于普朗克辐射传热定律,通过对光谱仪波长响应特性的标定,得到火焰绝对辐射强度随波长的分布情况,进而利用最小二乘法获得火焰温度与辐射率参数,由此提出基于煤粉燃烧火焰辐射光谱测量的火焰参数测量方法。利用该方法对不同燃烧条件下煤粉燃烧参数进行测量,开展了不同燃烧参数下煤粉火焰辐射光谱实验研究,研究结果表明：煤粉燃烧火焰辐射在200~1 100nm波段具有较强且连续的光谱特征,基于普朗克辐射定律与最小二乘法可实现煤粉燃烧火焰温度与辐射率的测量;煤粉燃烧火焰辐射光谱在590,766,769和779nm附近可见明显的Na和K等碱金属痕量元素原子光谱发射谱线,并且这些原子谱线的出现与火焰温度有关;随着煤粉浓度的提高,虽然燃烧温度变化不大,但由于火焰辐射率的增加,造成辐射光谱强度的大幅提升。这对锅炉煤粉燃烧优化具有重要参考价值。

光谱响应对辐射光谱测温法的影响研究（英文）

针对光谱响应系数对辐射光谱测温法的影响问题,利用200~1 100和900~1 700nm两种波段光纤光谱仪测量了不同温度下黑体炉辐射光谱,分析了不同波段高温黑体辐射光谱特征,确定了不同波段光谱分析适宜采用的有效响应波段,获得了不同温度下该波段光谱响应系数变化情况,详细分析了温度对光谱响应系数的影响,总结了辐射光谱法温度拟合时的波长范围以及响应系数选择原则,并分析了波长范围以及响应系数选择对测温的影响,这为提高辐射光谱测温法的测量精度具有重要价值。

TDLAS火焰燃烧温度测量方法改进

基于可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）双线温度测量原理，设计了7153．748-7154．354cm。谱线对单激光器TDLAS燃烧温度测量系统，对平面预混火焰燃烧温度进行测量，发现由于吸收较弱、信噪比较低等造成测量结果与热电偶测量结果相对偏差较大。针对这一问题，提出了采用（7185．597-（7444．352＋7444．371））cm^-1双激光器TDLAS系统，并结合增加光程方法来改进原有的温度测量精度。结果表明：采用双激光器可放宽谱线对的选择范围，选择吸收更强的谱线对可以有效提高信噪比，并且结合增加光程，可实现TDLAS温度测量结果与热电偶测量偏差由10％降低到5％。

燃气阀响应时间的光学测量方法

针对燃气阀响应时间测量问题,提出了利用激光照射燃气阀羽流,通过分析其光强变化情况来确定燃气阀响应特性的光学测量方法,基于该方法搭建了燃气阀单阀冷态测试试验台,开展了燃气阀启闭响应时间测量,获得了激光经羽流后光强信号变化曲线,通过对该信号进行带通滤波处理,实现了响应时间的快速非接触式测量,并与压强、推力等常规传感器测量结果进行对比,验证了光学测量方法的测量有效性,为燃气阀高动态特性测试提供了一种非接触式测量方法。

燃气截止阀流通能力对燃气发生器内弹道性能影响规律研究

针对采用燃气截止阀的固体姿轨控发动机试验过程中通气能力与理论设计存在较大偏差的问题,采用数值分析和试验验证相结合的方式,对影响燃气阀流通性能的关键结构参数进行变化,研究其流通性能的影响规律。通过理论计算分析发现,整个燃气阀门的燃气流通能力不仅仅取决于喷管喉道的节流能力,燃气阀的阀芯位置行程等参数变化对燃气阀流通能力影响也较大。此外,以喷管几何喉部作为内弹道设计参数的常规方法已不再适用于这种采用燃气截止阀的发动机。提出了一种通过数值计算结果推导得出此类截止阀发动机的等效喉径的方法,以此等效喉径作为发动机工作时的物理喉径,进行内弹道预示,并以此为依据设计试验方案,通过试验方法有效验证了这种计算方法的准确性,为此类采用截止阀的发动机进行内弹道准确预估提供了理论支撑。

餐饮油烟排放在线监测仪器研究现状与进展

目前餐饮油烟是城市大气环境的主要污染源之一,会对人体造成大量伤害。针对餐饮油烟排放监测,阐述了餐饮油烟排放量大且复杂的现状及排放要求对测量要求的影响,综述了现有餐饮油烟排放检测方法及仪器的原理、特点及测量缺陷,并对餐饮油烟排放在线监测仪器发展趋势进行了展望。提出了针对餐饮油烟测量的技术方案,以期为餐饮油烟在线测量提供一种可行的技术方案。

多波长消光法粒径测量下限影响因素分析

介绍了根据Lambert-Beer定理并采用多波长消光法测量颗粒粒径分布的方法。提出了基于数值模拟和数理统计对多波长消光法粒径测量下限进行估计的方法。通过数值模拟分析讨论了入射光波长、颗粒相对折射率和透光率对粒径测量下限的影响。研究为多波长消光法粒径测量在实际应用中的可行性提供了指导。

基于光学互相关测量的电站锅炉一次风粉调平试验研究

针对四角切圆燃烧方式电站锅炉一次风粉速度分配不均衡问题,本文介绍了基于光学互相关法的一次风粉速度参数测量原理,利用该原理设计了用于同台磨煤机出口4根粉管一次风粉速度参数同时在线测量系统,对神华江苏国华陈家港发电有限公司660 MW二号机组进行一次风粉速度参数在线测量,根据测量结果开展了一次风管缩孔开度调节,改善了煤粉管一次风粉速度参数分配平衡情况,这对优化锅炉燃烧具有重要意义。

姿轨控发动机试验多阀光学同步测试方法

针对姿轨控发动机试验多个燃气阀启闭响应特性同步测试问题,通过测量激光经燃气阀喷管出口羽流后的透射光强,分析透射光强特征阶跃点来获得燃气阀启闭响应特性。基于该方法研制了六通道光学测量系统,对姿轨控发动机冷态试验多阀开展同步测量,同时获得了冷态试验5~50 Hz控制频率下6个燃气阀羽流光学响应信号。结果表明:5、10、20 Hz控制频率下透射光强周期性变化明显,通过对信号进行带通滤波分析,同步获得了多个燃气阀的启闭响应时间,测量结果标准误差小于0.30 ms,同时验证了燃气阀启闭控制效果;但在50 Hz控制频率下,由于燃气阀电磁铁作动较快,燃气阀未完全闭合,因此无法获得燃气阀启闭阶跃变化特征点。该方法为姿轨控发动机试验提供了有效准确的快速非接触式测量方法。

电站锅炉煤粉参数远程监控系统的软件设计与实现

电站锅炉煤粉颗粒参数在线监控对于锅炉优化控制有着重要的参考作用.为了实现煤粉管道内颗粒的细度、浓度、速度的实时监控,通过模块化的程序设计方案,设计了数据采集系统的上位机软件.该软件通过自定义控件实现了系统组态、实时曲线与柱状图数据显示、保存等功能.同时利用多线程和通道自动分配方法实现了单通道采样频率达1 MHz的数据快速采集与处理,并基于Modbus通讯协议实现了与DCS(Distributed Control System)的即时通讯.在电站长时间投入运行的结果表明,该系统具有良好的稳定性与可靠性,各项功能均满足锅炉运行与优化控制要求.