湿蒸汽参数后向异轴散射测量模型的优化及实验研究

来源：激光与红外杂志2020年第6期北京时间：

作者：胡青松

单位：长沙理工大学能源与动力工程学院,湖南 长沙 410114；

摘要：为了能够对汽轮机湿蒸汽各参数的变化进行精准的监测,提高汽轮机内部除湿技术和机组的运行效率,对湿蒸汽参数后向异轴散射测量模型进行了优化和实验研究。基于Mie散射理论建立了湿蒸汽测量模型,对原散射体的几何模型进行优化；通过MATLAB对该模型进行了仿真模拟,计算得到当接收距离d=0.32 m,水滴群质量中间半径r0.5=1 μm,尺寸分布参数K=5和水滴数浓度N=2.5×1011时,散射光强值达到最佳。利用相减消光法和均值滤波法对CCD相机信号进行了提取和处理,并对不同工况下的湿蒸汽参数进行了实验测量计算与反演,实验反演的结果和仿真模拟的结果变化趋势吻合。研究结果验证了基于CCD的后向异轴散射测量模型的准确性和测量汽轮机蒸汽湿度实验研究的可行性,为今后的汽轮机蒸汽湿度测量提供了科学依据。

关键词：后向异轴散射;蒸汽湿度;测量模型;Mie散射理论;CCD;图像处理

基金资助：国家自然科学基金项目(No.51376025);湖南省自然科学基金项目(No.2018JJ2442;No.2019JJ40299)资助