基于图像处理的扩散火焰温度和碳黑浓度测量方法的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

研究的意义

烟黑是化石燃料燃烧产生的污染物之一。烟黑是没有实现的燃料化学能，从燃烧过程的微观物理化学过程看，烟黑颗粒具有很强的吸收性，因此对火焰的热辐射有很大影响。而在火灾中，不断排放的烟黑的连续辐射是火灾生长与蔓延的主要原因，烟黑成团会遮挡人们的视线，增加救灾的难度，而且大量烟黑对人的呼吸系统会造成致命伤害，与烟黑排放 密切相关的一氧化碳也是火灾致命性的主要原因。因此，对深入开展燃烧火焰的研究基础，发展先进燃烧技术和燃烧转化技术，研制新型的燃烧和转化过程的检测和控制技术和火灾探测技术，提高能源利用效率，降低污染物的排放，保护环境，减少火灾事故，保障人民生命财产安全和社会稳定，创建社会主义和谐社会，具有重要意义。

研究的目的

由于燃烧火焰气固两相介质广泛存在于矿物燃烧利用，航空航天，火灾等工业领域和自然现象中，燃烧现象是受许多物理和化学因素控制的复杂过程，因此从发展数值燃烧科学的角度，深入研究火焰中烟黑生长机理，利用光电检测技术，激光技术，图像处理技术，光谱分析技术和信息处理技术，结合辐射传染原理，辐射传递逆求解和少数投影重建的方法，对实验室气体燃烧火焰，工业燃烧过程气固两相温度，固体颗粒辐射特性及其容积份额分布，气象介质组分及其浓度分布，辐射热流和燃烧反应放热量分布等。开展基于全波长热辐射图像处理和碳黑浓度测量技术的检测和方法的研究，寻求一种数值模拟火焰环境，火焰辐射与物排放的实用方法。

2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容

燃烧系统中火焰辐射、颗粒污染物排放以及燃烧效率都与碳黑生成有着重要关系。但由于扩散火焰中温度、碳黑浓度等在空间的变化，碳黑的形成和燃尽过程以及所涉及的化学反应过程都相当复杂，还没有被透彻理解。因此通过发展碳黑测量技术，给出火焰中的温度和碳黑浓度的空间分布，碳黑形成过程中的物理化学机理研究和碳黑模型的检验，开展基于图像处理的扩散火焰温度和碳黑浓度测量技术的检测和方法的研究，

1、学习气体燃烧的基本理论，掌握火焰辐射方程的求解方法；

3. 研究计划与安排

?第4-6周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需燃烧学基本知识。确定方案，完成开题报告、完成外文文献翻译，交指导老师审阅。

第7周：修改开题报告、毕业论文大纲、英文翻译，并定稿上交指导老师处。

第8-12周:撰写论文初稿交指导老师审阅，并进行修改。

4. 参考文献（12篇以上）

1]娄春,孙亦鹏,周怀春.基于图像处理测量扩散火焰温度和碳黑浓度[j].工程热物理学报.2010.31(9):1595-1598.

[2]艾育华,基于辐射成像的扩散火焰温度和烟黑浓度分布研究.2006,华中科技大学.

[3]王兴刚,基于ccd辐射能图像的焚烧系统温度场重建技术研究.2010,浙江大学.