声波影响燃烧及燃烧火焰特性的研究

发布时间：2020-04-18 17:11

【摘要】：燃烧会对声波有一定的影响,同样声音也会影响燃烧的稳定性,在声场中燃烧的物质其火焰在有无声波作用下的特性必然会发生变化,这是一个值得研究的内容。文章第一部分首先从理论分析了声波在空气介质中的传播特性及声波作用下介质压力的变化情况,其次从燃烧的本质出发,分析了蜡烛及固体颗粒的燃烧特性。研究发现蜡烛是一种典型的空气型扩散火焰,在扩散火焰中,释热率是受燃烧反应速率所限制,当声波作用于空气型扩散火焰时,火焰自身的热释过程与声波发生耦合,使火焰周围出现大幅度的压力波动,影响扩散过程和混合过程。压力波动影响燃烧混合物的反应速率,可以使火焰面积发生变化,并且火焰高度也与压力有关。对于一般的扩散火焰,热区集中在外焰,热区的面积越大,则火焰的燃烧效率越高。因此可以通过研究声波作用下火焰内外焰面积及其高度、半径的变化来研究声波影响燃烧火焰的特性。文章第二部分给出了火焰图像处理的相关算法,主要包括图像变换、图像增强、图像分割等。首先给出了图像处理的思路及基本过程,采用空间域处理法,把图像看做平面中各个像索组成的集合,然后直接进行相应的处理。并就本研究中出现的火焰图像闪烁情况提出了处理方法,基于加权平均去噪的办法,尽可能消除火焰图像重影的问题,去除火焰图像中的噪声。并且得到了较纯净的燃烧火焰图像,以此为基础,采用k-cluster方法对图像进行分割,分割效果理想。并在最后给出了火焰几何特征参数的定义,是实验中火焰特征参数的提取的基础。文章最后一部分是声波作用下燃烧特征实验研究,搭建了燃烧实验平台并进行了相关试验。利用摄像机记录不同频率和不同声压级声波激励下火焰燃烧特征图像,提取火焰特征参数,分析获得了火焰特征参数随声波频率和声压级的变化规律。并且,研究了不同声波参数下火焰特性及固体香棒燃烧特性的变化规律。研究发现,当声波与热释放率的耦合恰好使得火焰的反应速率增加,那么就会使得火焰的热区面积增大,从实验中也得知,随着声压级的增加,火焰的即热区面积在增加,说明声压影响火焰周围压力,使得火焰扩散速率增加从而燃烧效率增加,宏观上表现出外焰的总面积增加。因此,声波的作用使得火焰的热释放率变化,从而使得反应速率增加,所以声波能促进火焰的燃烧效率。本文的研究数据和结果可为进一步研究声波激励下燃烧机理提供参考。
【图文】：

10 幅原始图像加权求平均后均法应用于火焰图像的去噪程中出现的闪烁现象，并尽供了很大的帮助，在此基础理选取的特征点或特征值，将进行获取。尤其对于医学领如果图像目标分割错误，，后图像分割至关重要。通常，连续性是基于图像亮度的突先定义的准则把图像分割成

无声波激励下的火焰图像
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TK16;O422

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 王瀛洲;韩璞;;声场强化煤粉燃烧的试验研究[J];动力工程学报;2014年04期

2 周昊;林阿平;周斌;张杰;岑可法;;基于图像处理的灰渣温度场及生长特性[J];浙江大学学报(工学版);2013年04期

3 禹金华;;浅谈数字图像处理[J];山西科技;2008年06期

4 高明旭;金铃铃;;低频强声振荡对燃煤锅炉助燃的研究[J];辽宁工业大学学报(自然科学版);2008年03期

5 姜根山,朱永波,田静,安连锁;锅炉声波除灰的声学分析[J];工程热物理学报;2001年06期

6 欧阳昭,吕永靖,邹斌,田华宁,任建兴;声能作用下的煤炭燃烧过程分析与实验[J];上海电力学院学报;2000年04期

7 刘勇,杨宏e

本文编号：2632323