基于近紅外光譜分析的軸對(duì)稱乙烯擴(kuò)散火焰溫度及碳黑濃度檢測(cè).pdf

1、碳黑是化石燃料不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的，是沒有被有效利用的能量，直接排放會(huì)導(dǎo)致能源利用效率的降低，以及對(duì)環(huán)境污染的加劇。碳黑顆粒對(duì)人體健康，環(huán)境污染，工業(yè)應(yīng)用都有很大的影響。發(fā)展燃燒診斷技術(shù)，對(duì)燃燒過(guò)程中碳黑的形成和燃盡過(guò)程的研究，以及碳黑模型的檢驗(yàn)都是十分必要的。
　　 基于火焰光譜信息處理技術(shù)同時(shí)重建火焰溫度和碳黑濃度分布的方法近年來(lái)受到廣泛關(guān)注，而基于火焰近紅外波段光譜的分析處理較為少見。本文介紹了基于火焰近紅外波段光譜信息同時(shí)

2、重建火焰溫度和碳黑濃度的方法。首先建立軸對(duì)稱火焰的輻射光譜模型，然后介紹了從火焰檢測(cè)強(qiáng)度分布中根據(jù)Abel 逆變換同時(shí)反演重建火焰溫度和碳黑濃度的計(jì)算方法；最后給定預(yù)設(shè)值，進(jìn)行模擬計(jì)算，在三個(gè)不同的波長(zhǎng)范圍900-1900nm，1000-1700nm和1200-1650nm 進(jìn)行重建，得到的溫度和碳黑濃度分布基本與預(yù)設(shè)值一致：并且在不同的信噪比進(jìn)行重建，在SNR 為200的噪聲條件下也可以得到比較理想的重建結(jié)果。
　　 實(shí)驗(yàn)研究

3、以軸對(duì)稱乙烯火焰對(duì)象開展，在實(shí)驗(yàn)中，乙烯的流量為130ml/min，空氣的流量為200l/min。利用近紅外光譜儀檢測(cè)獲得火焰五個(gè)不同高度層的光譜輻射信號(hào)分布。根據(jù)黑體爐標(biāo)定得到的修正系數(shù)進(jìn)行修正得到輻射強(qiáng)度分布，然后經(jīng)過(guò)濾波，多項(xiàng)式擬合，對(duì)稱等一系列數(shù)據(jù)處理過(guò)程，再根據(jù)Abel 逆變換從中重建出火焰不同高度層溫度和碳黑濃度分布。在火焰下部，靠近火焰中心位置，碳黑濃度分布接近于零，在火焰中部（30mm 高度）時(shí)，碳黑濃度分布達(dá)到峰值，然