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四角切圆炉单层燃烧器出口流场特征参数提取方法的研究

陶化龙  
【摘要】:四角切圆炉内流场的分布对其运行的安全性、经济性和污染物生成特性有重要影响。而在工程实际中,燃烧器出口流场的调整几乎是改善整个炉膛内流场分布特性的唯一有效手段。因此,对燃烧器出口流场进行监控和研究具有重大的理论和现实意义。 本文借助已获得的燃烧器出口的单角射流图像,并利用图像处理工具得到了其他形式的单层射流图像;开发了单层射流的图像处理软件,通过试验对比,优化了单层燃烧器出口流场分析及特征参数提取的算法,最终成功提取了射流的边缘轮廓及其几何特征参数。软件的具体算法流程:①针对噪声特点,采用加权中值滤波算法去除射流图像的离散点噪声;②选用种子区域增长算法对射流图像进行分割,将目标图像从背景中分离出来;③用自适应边缘检测算法检测射流边缘像素点;④对提取的射流边缘像素点用最小二乘法进行线性拟合;⑤求取射流的几何中心线位置、中心角及射流扩展角等特征参数。在进行算法设计时:去噪的滑动窗口设计为10×10,并选择射流图像中最高亮度值的像素为种子5%为误差限确定增长准则。通过实验表明:此算法的整个流程消耗时间与处理精度的关系最优,以配置为AMD2500+,内存为768M的计算机测试,算法的处理速度为接近3s。本软件数据处理快速、准确,程序算法成熟、稳定,以保证对四角切圆炉单层燃烧器出口流场进行实时分析。 图像处理技术为电站锅炉炉内流场的计算机辅助分析提供了充分的数据支持,是流场可视化的基础,使流场的实时监控成为可能。基于图像处理技术的可视化方法不仅从外形轮廓的角度直观反映流场特性,而且利用射流的几何特征参数对炉内流场的特性作定量描述。


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