高炉回旋区燃烧火焰三维温度场重构

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1、第31卷第l2期舌庆大学学报Vo1．31No．122008年12月JournalofChongqingUniversityDec．2008文章编号：1000—582X(2008)12—1337—05高炉回旋区燃烧火焰三维温度场重构张兴兰，欧阳奇z，良英，白晨光(1．重庆工学院计算机科学与工程学院，重庆400050；2．重庆大学材料科学与工程学院，重庆400030){摘要：建立了煤粉及焦炭燃烧火焰光束在回旋区内部的传输过程模型，提出了基于直吹管窥视孔方向CCD靶面热流分布的辐射传热方程(RTE)的

2、蒙特卡洛(MonteCarlo)求解方法，分析影响回旋区三维温度场重建的辐射传递因子的影响因素。以及回旋区不同焦炭粒子浓度下回旋区的三维温度场重构问题，为实现回旋区工况的在线监测诊断提供了有效手段。关键词：高炉喷煤；风11,回旋区；蒙特卡洛法；三维温度场重构中图分类号：TF536．1文献标志码：AEnergytransmissionprocessofcombustionflameradiationinthetuyeresandracewaysofblastfurnacesZHANGXing-la

3、n～，OU-YANGQi，WENLiang-yin。，BAIChen-guang(1．DepartmentofMetallurgicalEngineering，CollegeofMaterialsScienceandEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400030，P．R．China；2．ChongqingInstituteofTechnology，Chongqing400050，P．R．China)Abstract：Wedevelopedaproc

4、essmodelofflamebeamtransmissionusingpulverizedcoalpowderandcokecombustioninaraceway．WeemployedaMonteCarlocomputationmethodequationbasedonchargecoupledevrce(CCD)targetheatflowdistributionforradiationheattransfer．Weexploredthefactorsimpactingradiationt

5、ransmission．Basedonthese，athreedimensionalreconstructionwasanalyzedatvaryingcokeparticleconcentrations．Thismodelprovidedaneffectivemethodtoproduceon-linemonitoringofracewayworkingstates．Keywords：pulverizedcoalinjection；tuyere；aceway；MonteCarlo；3-Dtem

6、peraturefieldreconstruction回旋区燃烧火焰是一种多组分、不均匀、能够产本不会成像却也到达了镜头成像。因此，对于这种生发射、吸收和散射的气固液粒群的多相物质，回旋弥散介质，不能按照光学成像理论计算，确定到达某区内分布着具有各向异性的焦炭、碳黑、灰份等散射一个像素的射线的发射单元。严格地讲，由于散射性介质，它产生热量，并且包围在非均匀发射、吸收的原因，高炉回旋区内燃烧火焰介质空间中的每个和反射的固体颗粒表面内，其成像过程十分复杂]。发射源都会对CCD靶面上的某一个特定的像素

7、产在回旋区内，光线在燃烧带及回旋区介质中传播时，生影响，即窥视孔方向的辐射图像每一个像素点的既要被高温气体和粒子吸收而衰减，又会因粒子的RGB值都对充满回旋区介质空间产生响应，辐射图散射而发生方向上的改变。有的射线本来应该到达像信息反应了回旋区空间的粒子浓度分布及温度分镜头成像，却由于粒子的散射而不能成像；有的射线布。基于辐射图像的回旋区工况的研究，一直是从收稿日期：2008—07—21基金项目：国家自然科学基金资助项目(50374085)作者简介：张兴兰(1972一)，女，重庆大学博士研究生，

8、主要研究方向为可视化诊断及过程控制，(Te1)023—65112180，(E—mail)zxlan@cqit．edu．cn。重庆大学学报第31卷事高炉工作者关注的热点，常规的研究方法将回旋其中：K．为辐射性气体的吸收系数；K为颗粒粒区假设为灰体，回旋区的灰度只是作为一个减弱辐子群的吸收系数；为黑体发射系数，一5．67×射源的系数来处理I2]。10W·(m×K)；dV为微元体的体积，m。。微由于回旋区分布弥散介质的原因，回旋区内介元体的辐射能发射示意图，如图1所示。质空间中的每个发射源都会对CCD