[發明專利]一種基于PIV和PDPA的精確預測煙氣流場的方法

有效

• 申請號: 202110566478.0
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113311186B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 謝新華;周健;韋振祖;余云松;張景峰;李明磊
• 申請（專利權）人: 蘇州西熱節能環保技術有限公司;西安交通大學
• 主分類號: G01P5/20
• 分類號: G01P5/20;G01P5/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種PIV和PDPA精確預測煙氣流場的方法，基于粒子圖像測速儀(PIV)和相位多普勒粒子分析儀(PDPA)的耦合預測煙氣性能，使用PIV和PDPA交叉測量，PIV和PDPA測量時分別布置成90度，PIV針對不含飛灰的煙氣的氣相流速的轉換，PDPA針對煙氣中飛灰顆粒流速的轉換，上述兩種轉換方法的耦合，用于精確預測煙氣的流場。以此解決使用PIV技術測量帶飛灰的煙氣流場出現誤差的問題。

技術領域

本發明涉及氣體測量技術領域，具體涉及一種基于PIV和PDPA的精確預測煙氣流場的方法。

背景技術

煙氣流場的分布情況，直接影響相應設備運行的效率，同時對下一個工藝流程也有影響。目前使用PIV技術測量煙氣流場的比較多。PIV(ParticleImage Velocimetry)即粒子圖像測速技術，是一種非接觸式的測量技術，應用光學成像原理及圖像處理技術捕捉流場信息，克服了單點測速技術(如LDA)的局限性，能夠實現全流場的瞬態測量，并可提供豐富的流場空間結構以及流動特性，具有非介入、高分辨率的特點。但是當使用PIV技術測量含有飛灰的煙氣的流速時，會出現一定的測量誤差，給工業生產帶來了一些問題。

發明內容

為了克服現有技術中的問題，本發明的目的在于提供一種基于PIV和PDPA的精確預測煙氣流場的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于PIV和PDPA的精確預測煙氣流場的方法，測得煙道中含飛灰的煙氣的測量速度，通過下式將測量速度進行轉化，得到轉換后的含飛灰的煙氣的速度U；

U＝U₀F

其中，U₀為測量速度，F為拓展的場協同原理建立的氣固兩相作用規律，U為轉換后含飛灰的煙氣的速度。

本發明進一步的改進在于，通過PIV測得煙道中含飛灰的煙氣的測量速度。

本發明進一步的改進在于，拓展的場協同原理建立的氣固兩相作用規律F通過下式計算：

式中，t表示時刻，r_i為煙道中飛灰顆粒隨時間的分布規律。

本發明進一步的改進在于，煙道中飛灰顆粒隨時間的分布規律通過下式計算：

其中，r_i為煙道中飛灰顆粒隨時間的分布規律，di為飛灰粒徑，A為飛灰概率分布，D為飛灰與飛灰作用。

本發明進一步的改進在于，煙道中飛灰顆粒隨時間的分布規律r_i通過PDPA測得。

本發明進一步的改進在于，PIV和PDPA設置在煙道的縱截面上。

本發明進一步的改進在于，PIV和PDPA呈90度設置。

本發明進一步的改進在于，飛灰與飛灰作用D通過下式計算

其中，r_i-1為PDPA測得的煙道中飛灰顆粒隨時間的分布規律r_i前一個數據值。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：本發明通過將PIV和PDPA耦合測量帶有飛灰的煙氣的流速，同時根據拓展的場協同原理從理論上保證了測量的準確性，本發明能夠實現用不含飛灰的煙氣的流速(可以通過數值模擬獲得，也可以通過實驗獲得)準確預測實際工業過程含有飛灰的煙氣的流速，降低了PIV測量的誤差，具有重要的工程應用前景。