Spectrometric method for determination of temperature distribution of flame in visual and near infrared wavelength region

[М. Мошић ]

211 листова

Физика - Примењена физика / Physic - Applied physics

Предмет ове докторске дисертације је развој новог метода за истовремено одређивање температурне расподеле пламена и коефицијената атенуације у ложишту котла термоелектране на угаљ. Ова нова метода спада у ред бесконтактних оптичких метода. Од иструмената за мерење топлотног зрачења коришћен је спектрометар који може да мери зрачење у видљивој и блиско-инфрацрвеној области таласних дужина. Једно од предности ове нове методе је у релативној једноставности употребе, колико год је то могуће, у компликованим условима експлоатације у термоелектранама. У овој докторској дисертацији је истражен нови концепт мерења и реконструисања, решавања инверзног проблема код температурног поља, односно решавања проблема температурне томографије. Досадашњи начини су укључивали системе термопарова, двобојних пирометара, CCD камера итд. Свима њима је заједничко што њихови сензори морају бити размештени на разним местима и позицијама око области, у којој се врши процес сагоревања, и одакле мере долазеће топлотно зрачење. Другим речима овакви инструменти треба да формирају високу просторну резолуцију мерења. Нови приступ, који је дат у овој докторској дисертацији показује да је могуће направити мерења, са једноставнијим мерним системом, где се смањење просторне резолуције инстументално-мерног система надокнађује коришћењем високе спектралне резолуције мерног система. Овакав приступ у температурној теомографији, који знатно поједностављује процес мерења, је потпуно нов и једноставнији је од сличних приступа са ласерском апсорпционом спектроскопијом и комбинацијама са скупим мултиспектралним CCD камерама.

The subject of the doctoral dissertation is the development of a new method for the simultaneous determination of temperature distribution and attenuation coefficients inside the firebox of a commercial coal power plant. This new method represents a non-contact optical approach for measuring flame temperature. The primary instrument utilized in this method is a spectrometer capable of measuring radiation in the visible and near-infrared regions of the spectrum. One of the main advantages of this new method is its simplicity for use in the very complex and harsh conditions that exist inside the fireboxes of commercial coal power plants. This doctoral dissertation investigates a new concept for the measurement and reconstruction of the temperature scalar field to address the challenge of temperature tomography. Traditionally, the main instruments used for temperature measurements and tomography problem-solving include thermocouples, two-color pyrometers, and CCD cameras, among others. However, a common issue with these instruments is the need to deploy them at different positions inside the firebox to form a measurement system with high spatial resolution. The new approach presented in this doctoral dissertation demonstrates the possibility of conducting measurements in a simpler manner, where the lower spatial resolution of the measurement system is compensated for by an increased spectral resolution. This novel approach to temperature tomography is simpler compared to similar methods involving laser absorption spectroscopy and expensive multispectral and hyperspectral CCD cameras.

спектрометрија, температурна томографија, инверзни проблем, коефицијент атенуације

spectrometry, temperature tomography, inverse problem, coefficient of attenuation

535.233:543.42(043.3)

Tekst