循環(huán)流化床鍋爐流動(dòng)特性的圖像分析研究






摘 要

本研究主要在前人的基礎(chǔ)上通過自行設(shè)計(jì)圖像處理軟件并且結(jié)合傳統(tǒng)的圖像采集技術(shù)對(duì)循環(huán)流化床氣固兩相流作出簡單的分析研究。研究的內(nèi)容主要包括：1.基于MATLAB設(shè)計(jì)圖像分析處理軟件，該軟件具有人機(jī)交互界面，其功能包括圖像的二值化，原圖和增強(qiáng)后直方圖，對(duì)原圖不同區(qū)域著色，圖像目標(biāo)提取及邊界提取，顆粒團(tuán)的計(jì)算，運(yùn)動(dòng)圖像矢量圖的繪制等。2.本文的圖片通過實(shí)驗(yàn)來獲取，實(shí)驗(yàn)的模型整體高3470mm，橫截面最大尺寸為300mm×280mm，實(shí)驗(yàn)采用的床料為各種粒徑的玻璃微珠。實(shí)驗(yàn)中我們對(duì)不同工況、不同顆粒度、不同高度的床料以及不同高度區(qū)域進(jìn)行了長時(shí)間的連續(xù)拍攝，首先分析了底部區(qū)域影響氣泡大小、形狀的原因，以及計(jì)算氣泡的面積比。其次分析了CFB中不同情況下的顆粒團(tuán)（簇）以及影響顆粒團(tuán)（簇）的各種因素。

通過分析研究知道影響氣泡形狀、大小的因素有：風(fēng)速（工況大?。⒘蠈痈叨?、床料顆粒度及風(fēng)帽和床體固有特性等因素。


關(guān)鍵詞:MATLAB；圖像分析處理軟件；圖像目標(biāo)提??；邊界提??；顆粒團(tuán)的計(jì)算；運(yùn)動(dòng)圖像矢量圖的繪制；氣泡的面積；面積比；顆粒團(tuán)；影響因素


 




Abstract

This study is based on the previous image processing software designed by and combined with the traditional image acquisition phase flow circulating fluidized bed technology to make a simple analysis. The study includes: 1. MATLAB-based design of image analysis and processing software, the software has a human-machine interface, its features include binary images, artwork and enhanced histogram, different regions of the original image color, image object extraction and boundary extraction, calculation of particle clusters, vector drawing and other moving images. 2. This picture by experiment to obtain experimental model of the overall high-3470mm, the largest cross-sectional size of 300mm × 280mm, experimental bed materials used for various size of glass beads. We experiment with different conditions, different particle sizes, different heights of the bed material and the different height region of the long continuous shot, the first of the bottom of the regional impact of bubble size and shape of reasons, and to calculate the bubble area ratio. Second, analysis of the CFB in the case of particles of different groups (clusters) and the impact of particle groups (clusters) of various factors.

Through the analysis that the bubble shape, size factors: wind speed (case size), material height, bed material particle size and the hood and body of the inherent characteristics of bed and so on.

keywords : MATLAB; image analysis software; image object extraction; boundary extraction; the calculation of particle group; moving image vector drawing; bubble area; area ratio; particle group; factors


 




 

目     錄

摘 要 I

Abstract II

第一章 緒論 1

1.1 循環(huán)流化床燃燒技術(shù) 1

1.2 循環(huán)流化床鍋爐 1

1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4

1.3.1國內(nèi)對(duì)CFB流動(dòng)特性圖像的研究 4

1.3.2國外對(duì)CFB流動(dòng)特性圖像的研究 9

1.4 本文主要研究內(nèi)容 10

第二章 基于MATLAB GUI “圖像處理軟件”的編制 12

2.1 MATLAB 簡介 12

2.2 圖像處理軟件設(shè)計(jì)原理 12

2.2.1 圖像處理的基本原理 13

2.2.1.1濾波實(shí)現(xiàn)的原理 13

2.2.1.2圖像增強(qiáng)原理 14

2.2.1.3圖像邊界提取的原理 14

2.2.1.4目標(biāo)區(qū)域幾何特征描述 15

2.2.2 矢量圖繪制原理 15

2.3基于Matlab GUI的圖像處理軟件設(shè)計(jì)思路及實(shí)現(xiàn) 17

2.3.1 圖像處理軟件設(shè)計(jì)流程 17

2.3.2 圖像處理GUI 界面設(shè)計(jì)概述 17

2.3.3 基于Matlab GUI圖像處理軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 19

2.3.3.1 “圖像處理軟件”GUI界面設(shè)計(jì) 19

2.3.3.2 “圖像處理軟件”回調(diào)函數(shù)的編寫 22

2.4 程序調(diào)試 23

2.4.1 調(diào)試的基本任務(wù) 24

2.4.2 用Try-catch錯(cuò)誤查詢 24

2.5 運(yùn)行和結(jié)果顯示 25

第三章 循環(huán)流化床實(shí)驗(yàn)臺(tái)及測試系統(tǒng) 31

3.1  循環(huán)流化床冷態(tài)實(shí)驗(yàn)臺(tái) 31

3.1.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 32

3.1.2主要部件的幾何結(jié)構(gòu)及尺寸 32

3.1.3 實(shí)驗(yàn)床料 34

3.2  模型參數(shù)計(jì)算 34

3.2.1運(yùn)行參數(shù)的確定 34

3.2.2模型結(jié)構(gòu)參數(shù)確定 35

3.3  圖像處理系統(tǒng)的構(gòu)建 35

3.4  壓力及流量測量系統(tǒng)簡單介紹 36

3.5  測試區(qū)獲得清晰圖像的調(diào)整過程 36

3.6  實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 37

3.6.1 實(shí)驗(yàn)研究的目的 37

3.6.2 實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容 37

第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 39

4.1 循環(huán)流化床底部區(qū)域流動(dòng)特性圖像研究 39

4.1.1 從圖像分析氣泡的流動(dòng)結(jié)構(gòu) 39

4.1.2 分析不同料高對(duì)氣泡的影響 41

4.1.3 分析不同風(fēng)壓（風(fēng)量）對(duì)氣泡的影響 42

4.2 通過圖像分析顆粒團(tuán)的一些特性 44

4.2.1 相同顆粒度、相同料位高度，不同工況時(shí)的顆粒團(tuán) 44

第五章 心得體會(huì)與全文總結(jié) 50

5.1 所獲心得體會(huì) 50

5.2 全文總結(jié) 51

5.2.1 結(jié)論 51

5.2.2 研究展望和不足之處 51

5.2.3 本研究創(chuàng)新點(diǎn) 5..