爐膛聲學(xué)測溫中聲波傳播仿真研究.pdf

1、電站鍋爐爐內(nèi)溫度場是決定鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、節(jié)能減排的重要因素，聲學(xué)測溫技術(shù)作為一種先進(jìn)的非接觸測溫技術(shù)，具有實時在線監(jiān)測、全場測量等優(yōu)點，在鍋爐爐膛溫度場測量方面具有很好的應(yīng)用前景。準(zhǔn)確重建爐膛溫度場一方面需要獲得準(zhǔn)確的聲波傳播時間，另一方面溫度場重建算法需要考慮聲波傳播路徑由于爐膛內(nèi)溫度場和流場作用導(dǎo)致的彎曲。本論文研究爐膛內(nèi)溫度場和流場對聲波傳播路徑的彎曲影響，以及為保護(hù)聲波發(fā)射器和接收器而加裝的聲波導(dǎo)管對聲波傳播的影響，為爐膛聲

2、學(xué)測溫技術(shù)提供參考。
　　本文根據(jù)爐膛內(nèi)溫度場和流場特點，建立溫度場和流場模型。從聲波傳播理論出發(fā)，基于有限元多物理場分析軟件Comsol Multiphysics，采用射線聲學(xué)模型，仿真研究了爐膛內(nèi)溫度場和流場分別作用下以及共同作用下對聲波傳播路徑的彎曲影響，并對溫度場和流場各自影響程度做了定量分析。對不同管型的聲波導(dǎo)管進(jìn)行建模，在頻域內(nèi)分析研究管型對不同頻率的聲源信號的聲波傳播影響，并用搭建完成的聲學(xué)測溫實驗平臺進(jìn)行了驗證。<

3、br>　　通過仿真模擬，獲得了爐膛內(nèi)的溫度場和流場對聲波傳播路徑彎曲影響的可視化結(jié)果，表明爐內(nèi)溫度場比流場對聲波傳播路徑的彎曲影響大，但在靠近爐膛壁面的區(qū)域，溫度較低，流場對聲波的彎曲效應(yīng)就不容忽視。通過進(jìn)一步研究，提出了一種易于編程實現(xiàn)的計算聲波在溫度場和流場內(nèi)的傳播路徑的方法，可提高溫度重建精度。通過聲波導(dǎo)管的仿真研究，確定了合適的聲波導(dǎo)管管型，并搭建完成了聲學(xué)測溫系統(tǒng)實驗平臺，在電站進(jìn)行了熱態(tài)實驗，驗證了仿真結(jié)果。以上研究為爐膛聲