应用PIV技术对扁平火焰燃烧器喷嘴射流特性的实验研究

摘要

延迟焦化工艺是中国重油加工的重要手段.但是我国多个双面辐射延迟焦化装置的燃烧器都不能自行设计生产,必须从国外进口,而该燃烧器使用量很大,价格昂贵.该文在吸取国外先进技术的基础上,对双面辐射焦化炉的核心部件--扁平火焰燃烧器进行了实验研究,以实现延迟焦化加热炉燃烧器设计制造的国产化.该文研究的扁平火焰燃烧器专门用于卧管双面辐射立式延迟焦化加热炉,满足其对加热火焰形式以及低排放的特定要求.实验采用PIV(Particle Image Velocimetry)技术对燃烧器喷嘴射流流场进行了研究,为该燃烧器的设计制造提供数据依据.

目录

文摘

英文文摘

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符号表

第一章绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.1.1延迟焦化产业发展概况

1.1.2延迟焦化加热炉燃烧器

1.2喷嘴射流的研究

1.2.1扁平火焰燃烧器的国内外发展现状

1.2.2速度场测试技术

1.3本文研究内容

第二章 粒子图像测速技术（PIV）

2.1PIV技术基本原理

2.2PIV光学成像技术

2.3PIV图像处理技术

2.3.1二维相关函数定义

2.3.2PIV的查询区分析

2.3.3自相关和互相关

2.3.4图像处理

2.4关于示踪粒子

2.4.1示踪粒子的散射性

2.4.2示踪粒子的跟随性

2.4.3示踪粒子的浓度

2.5本章小结

第三章实验装置系统

3.1实验装置

3.1.1喷嘴

3.1.2斜壁

3.2实验系统设计

3.2.1PIV测速系统

3.2.3气路系统

3.3PIV系统的标定

3.3.1激光器的标定

3.3.2CCD相机的焦距调节

3.3.3片光拍摄位置的标定

3.4示踪粒子的选择

3.5实验参数的选取

3.6本章小节

第四章喷嘴射流特性研究

4.1PIV实验方法

4.1.1PIV系统的设置

4.1.2测量区域的选定

4.2数据处理方法

4.3喷嘴自由射流研究

4.3.1喷嘴压力－流量曲线测量

4.3.2单孔喷嘴自由射流的PIV测量

4.3.3双孔喷嘴自由射流的PIV测量

4.4喷嘴附壁射流研究55

4.4.1斜壁S1（75度）与喷嘴组合的PIV测量

4.4.2斜壁S2（60度）与喷嘴组合的PIV测量

4.4.3斜壁S3（45度）与喷嘴组合的PIV测量

4.5本章小结

第五章总结与展望

5.1本文研究工作的总结

5.2研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢