[发明专利]一种基于PIV和PDPA的精确预测烟气流场的方法

说明书

一种PIV和PDPA精确预测烟气流场的方法，基于粒子图像测速仪(PIV)和相位多普勒粒子分析仪(PDPA)的耦合预测烟气性能，使用PIV和PDPA交叉测量，PIV和PDPA测量时分别布置成90度，PIV针对不含飞灰的烟气的气相流速的转换，PDPA针对烟气中飞灰颗粒流速的转换，上述两种转换方法的耦合，用于精确预测烟气的流场。以此解决使用PIV技术测量带飞灰的烟气流场出现误差的问题。

技术领域

本发明涉及气体测量技术领域，具体涉及一种基于PIV和PDPA的精确预测烟气流场的方法。

背景技术

烟气流场的分布情况，直接影响相应设备运行的效率，同时对下一个工艺流程也有影响。目前使用PIV技术测量烟气流场的比较多。PIV(ParticleImage Velocimetry)即粒子图像测速技术，是一种非接触式的测量技术，应用光学成像原理及图像处理技术捕捉流场信息，克服了单点测速技术(如LDA)的局限性，能够实现全流场的瞬态测量，并可提供丰富的流场空间结构以及流动特性，具有非介入、高分辨率的特点。但是当使用PIV技术测量含有飞灰的烟气的流速时，会出现一定的测量误差，给工业生产带来了一些问题。

发明内容

为了克服现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种基于PIV和PDPA的精确预测烟气流场的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于PIV和PDPA的精确预测烟气流场的方法，测得烟道中含飞灰的烟气的测量速度，通过下式将测量速度进行转化，得到转换后的含飞灰的烟气的速度U；

U＝U₀F

其中，U₀为测量速度，F为拓展的场协同原理建立的气固两相作用规律，U为转换后含飞灰的烟气的速度。

本发明进一步的改进在于，通过PIV测得烟道中含飞灰的烟气的测量速度。

本发明进一步的改进在于，拓展的场协同原理建立的气固两相作用规律F通过下式计算：

式中，t表示时刻，r_i为烟道中飞灰颗粒随时间的分布规律。

本发明进一步的改进在于，烟道中飞灰颗粒随时间的分布规律通过下式计算：

其中，r_i为烟道中飞灰颗粒随时间的分布规律，di为飞灰粒径，A为飞灰概率分布，D为飞灰与飞灰作用。

本发明进一步的改进在于，烟道中飞灰颗粒随时间的分布规律r_i通过PDPA测得。

本发明进一步的改进在于，PIV和PDPA设置在烟道的纵截面上。

本发明进一步的改进在于，PIV和PDPA呈90度设置。

本发明进一步的改进在于，飞灰与飞灰作用D通过下式计算

其中，r_i-1为PDPA测得的烟道中飞灰颗粒随时间的分布规律r_i前一个数据值。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明通过将PIV和PDPA耦合测量带有飞灰的烟气的流速，同时根据拓展的场协同原理从理论上保证了测量的准确性，本发明能够实现用不含飞灰的烟气的流速(可以通过数值模拟获得，也可以通过实验获得)准确预测实际工业过程含有飞灰的烟气的流速，降低了PIV测量的误差，具有重要的工程应用前景。