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第一章 绪论1

第一节 炉内燃烧火焰检测技术的发展1

一、我国电站锅炉和工业炉窑概况1

二、燃烧火焰及其温度检测2

三、国内外燃烧火焰图像处理可视化研究进展3

一、作者在图像处理燃烧可视化方向的研究回顾4

第二节 本书的内容和特点4

二、本书的内容组织6

参考文献7

目录9

主要符号表9

前言9

第二章 炉内辐射传热原理及辐射传递方程求解13

第一节 弥散介质辐射传热基本原理13

一、热辐射基本概念和定律13

二、弥散介质中的辐射传递过程及辐射传递方程16

三、炉内颗粒燃烧介质辐射传热特性18

第二节 辐射传热及辐射传递方程求解方法简述24

一、离散坐标法（DOM）25

二、球形谐波（PN）法28

三、Monte Carlo法（MCM）31

第三节 用DRESOR法求解辐射传递方程（RTE）40

一、辐射传递方程的一般积分形式解40

二、真空边界系统辐射传递方程求解的DRESOR法41

三、DRESOR法在真空边界一维平行平板灰性介质中的验证45

四、DRESOR法对壁面条件的处理及一维系统计算验证55

参考文献63

五、DRESOR法简要小结63

第三章 辐射传递逆问题求解67

第一节 一般逆问题67

第二节 辐射传递逆问题的提出与常用算法69

一、辐射传递逆问题的提出69

二、辐射传递逆问题常用解法71

第三节 辐射特性参数的逆求解74

一、解析求解75

二、迭代求解81

第四节 源项分布逆求解85

一、解析解86

二、迭代求解90

第五节 辐射特性参数与源项分布同时逆求解重建95

一、利用雷当逆变换计算吸收系数与温度场96

二、利用辐射能量和温度图像重建吸收、散射系数与温度分布98

三、发射CT法同时重建非灰性介质的吸收系数与温度分布101

参考文献105

第四章 基于图像的测量原理及火焰可视化概述111

第一节 基于图像的测量原理111

一、基本概念111

二、投影113

第二节 火焰颜色定量及温度检测117

一、颜色定量及色度坐标117

二、火焰颜色计测119

三、彩色三基色温度测量原理120

一、电荷耦合器（CCD）基本原理121

第三节 彩色CCD成像原理及特性121

二、彩色CCD摄像机及其特性125

第四节 炉膛及火焰可视化技术概述129

第五节 火焰形状定量分析131

一、火焰二维形状可视化及定量分析131

二、火焰三维形状重建147

参考文献151

第一节 基于双色法的火焰温度图像检测154

一、双色法温度检测方法154

第五章 火焰温度图像检测及燃烧诊断分析154

二、基于彩色CCD三基色的双色法温度图像检测方法155

第二节 其他几种辐射温度图像检测方法165

一、红外热成像火焰温度图像检测165

二、基于亮度图像处理的全色法167

三、基于参考测温的单色法169

四、基于火焰平均温度的单色法175

第三节 基于辐射温度图像检测的燃烧诊断177

一、燃煤锅炉炉膛出口未燃尽碳率预测177

二、煤粉燃烧NOx排放诊断182

参考文献186

第一节 辐射能量成像模型190

一、CCD成像的光学模型190

第六章 炉内燃烧辐射成像过程及其模型190

二、辐射能量成像模型192

三、MCM计算辐射能量成像194

四、辐射能量成像快速计算方法196

第二节 辐射强度和温度成像模型208

一、辐射强度成像模型208

二、辐射温度成像模型209

第三节 辐射温度图像检测方法的计算比较分析214

一、双色法和单色法辐射温度图像检测方法比较分析215

二、简化双色法与单色法辐射温度图像检测方法比较分析218

三、小结220

参考文献221

第一节 二维温度场重建方法及其模拟研究223

一、炉内温度场重建问题的病态性223

第七章 炉内二维温度场可视化方法223

二、线性规划反演方法224

三、加先验经验的最小二乘反演二维温度场重建方法228

四、应用正则化反演模型重建二维炉膛温度分布231

第二节 二维温度场可视化技术实现及实验研究237

一、可视化系统构成238

二、火焰图像检测及可视化结果239

参考文献242

三、小结242

第八章 炉内三维温度场可视化方法244

第一节 三维炉膛空间辐射成像模型及其计算245

一、三维炉膛系统的描述245

二、二维辐射能成像计算247

三、三维辐射强度成像计算方法251

第二节 炉膛温度场正则化重建方法的模拟研究256

一、三维温度场重建的正则化方法256

二、三维温度重建结果及其分析258

第三节 大型电站燃煤锅炉炉内三维温度场可视化实验研究262

一、研究对象及实验装置262

三、小结262

二、三维温度场可视化结果264

第四节 加热炉炉内三维温度场可视化实验研究265

一、研究对象及实验装置266

二、实验结果266

三、小结268

第五节 基于三维温度场可视化的燃烧诊断268

参考文献270

一、声速272

第九章 声波法炉内可视化检测原理与技术272

第一节 声速概念及声波传递衰减特性基础试验272

二、燃烧气体中声波衰减特性试验274

第二节 声波法测温原理及试验研究276

一、声波在非等温流场中的传播276

二、声波法温度场重建基本原理277

三、二维燃烧温度分布监测及燃烧诊断281

第三节 声波法空气动力场可视化原理和技术289

一、四角切圆炉膛简化模型动力场重建研究289

二、一般炉膛空气动力场声波法监测296

三、简要评述302

参考文献302

第十章 基于炉内可视化的燃烧优化控制305

第一节 炉内辐射换热原理及辐射能信号检测306

一、炉内辐射换热原理及辐射能信号定义306

二、火焰辐射能信号检测及其分析308

第二节 基于辐射能信号反馈的燃烧及机组负荷控制310

一、基于辐射能信号反馈的燃烧控制310

二、基于辐射能信号反馈的机组负荷控制312

第三节 煤粉炉内三维燃烧温度分布优化控制方法317

一、炉膛三维温度场分布模型318

二、系数矩阵D的计算320

三、采用遗传算法的燃烧优化控制方法321

第四节 炉内燃烧控制其他方法322

一、基于声波法测温的炉内燃烧控制322

二、基于模型的燃煤电厂NOx排放实时控制326

参考文献330

主题索引333