【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气体燃烧特性分析方法，尤其涉及一种燃烧气流场特性测量方法。
技术介绍
1、火焰的气流场特性即是衡量灭火效能的重要指标，也是研究火焰燃烧过程必不可少的指标，为如何有效治理火灾提供了科学保障。测量流体流速的方式分为侵入式方法和非侵入式方法两类，侵入式方法是指将探头直接放置在流体流中，在单点处进行流体速度的测量，包括热线探针和pitot管等；非侵入式方法是指在不干扰流体流动的情况下进行流体速度的测量，早期采用侵入式方法进行接触式测量，需将探针穿过整个测量区域才能映射出流体速度场，由于其接触式测量的特点，导致流体结构发生变化、流体紊乱、测量结果存在无可避免的系统误差，且消耗大量精力，空间分辨率有限，仅适用于简单流场。ldv作为非侵入式测量方法，虽利用光电探测器规避了待测流场受到干扰的情况，具有较高的测试精度，但ldv技术通常用来测试某一点处的流速，属于单点测量手段，无法测量全局流场。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种经济可行的iv实验测量装置及其测量方法，以互相关算法为基础，分析燃烧流场运动规律，实现流场运动可视化，测定燃烧气场特性，为开发灭火装备提供理论基础和数据支持。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。
3、一种燃烧气流场特性测量方法，基于piv实验测量装置完成，所述piv实验测量装置包括：燃烧台、设置于燃烧台附近的燃气组件、示踪组件，测算组件；
4、燃烧台内设有一个顶部开口的燃烧室(10)；燃烧组件包括设
5、燃烧气流场特性测量方法具体步骤包括：
6、s1、预处理步骤，至少包括：调节燃气组件和失踪组件内设备和气体供应装置参数，确保燃烧顺利进行，相机调焦、激光器调平；
7、s2、启动piv实验测量装置，利用激光器形成片光源照射燃烧室测量流场速度，将相机镜头垂直于被片光源照射的流场横截面放置，间隔记录两帧示踪粒子图像，便得到了前后两个时刻整个区域内的示踪粒子分布图；
8、s3、利用图像处理器对示踪粒子图像进行互相关分析确定示踪粒子移动路径，具体包括：通过减去像素强度均值的方法j进行背景消除，只留存前景信息，提高示踪粒子图像信噪比，消除噪声来增强示踪粒子激光信号；基于归一化中值检验法进行坏点识别验证数据；
9、s4、利用数据处理器分析获取示踪粒子图像数据，并获取燃烧气流场特性，具体包括：
10、采用pivlab对流场进行后处理与统计分析，确定采样间隔以及精度公式在拍摄的时序图像中选取连续图像作为样本进行分析，计算火焰上部偏离中心高速射流区域的速度场；
11、采用pivlab进行涡旋定位，绘制平均速度矢量场涡旋分布图和平均脉动涡度流线图。
12、对前述燃烧气流场特性分析方法的进一步改进或者优选实施方式，
13、所述燃烧器(11)为套筒结构，由内层燃气喷管(11a)、中间层空气喷管(11b)以及外层示踪粒子喷管(11c)构成；所述外层示踪粒子喷管内设置有粒径均匀的玻璃珠。
14、对前述燃烧气流场特性分析方法的进一步改进或者优选实施方式，所述燃气增压装置、示踪粒子增压装置是指空气压缩机，所述空气压缩机的出口处还设置有过滤器。
15、对前述燃烧气流场特性分析方法的进一步改进或者优选实施方式，所述步骤s3中利用图像处理器对示踪粒子图像进行互相关分析还包括：
16、为提高速度测量的精度且不降低速度测量准确性，将示踪粒子图像划分为数个大小相同的子区域建立查询窗，利用查询窗进行互相关运算；
17、对于进行互相关性分析的两帧连续图像，为防止偏移，将后一帧的搜索区域的尺寸放大为第一帧图像查询窗口的两倍。
18、对前述燃烧气流场特性分析方法的进一步改进或者优选实施方式，所述步骤s3中利用图像处理器对示踪粒子图像进行互相关分析还包括：
19、采用多级网格迭代的窗口变形方法，在位移估计时进行多次互相关迭代计算，每一轮迭代都将查询窗的尺寸进行缩小，并将小尺寸的查询窗带入下一轮互相关运算，将划分图像的网格不断细化，直到达到预设迭代次数。
20、对前述燃烧气流场特性分析方法的进一步改进或者优选实施方式，所述激光器采用是指固体连续激光器，输出功率不低于300w，不稳定度<1％，m2因子<1.2；光源出射偏移角度为30°。
21、对前述燃烧气流场特性分析方法的进一步改进或者优选实施方式，所述相机分辨率不低于：1280×1024，光学畸变<3％；
22、所述相机镜头前端安装有滤色片，以此降低火焰燃烧发光对拍摄的影响。
23、其有益效果在于：
24、本申请基于示踪粒子图像测速技术以及相关性分析计算方法建立燃烧气流流速及涡旋进行分析，将火焰燃烧参数作为研究火焰燃烧机理的切入点，实现了燃烧气流流畅特定的高效测定，为后续研究灭火机理，开发灭火设备提供基础测量方法，为数值仿真提供实验基础。
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1.一种燃烧气流场特性测量方法，基于PIV实验测量装置完成，其特征在于，所述PIV实验测量装置包括：燃烧台、设置于燃烧台附近的燃气组件、示踪组件，测算组件；
2.根据权利要求1所述的燃烧气流场特性分析方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的燃烧气流场特性分析方法，其特征在于，所述燃气增压装置、粒子增压装置是指空气压缩机，所述空气压缩机的出口处还设置有过滤器。
4.根据权利要求1所述的燃烧气流场特性分析方法，其特征在于，所述步骤S3中利用图像处理器对示踪粒子图像进行互相关分析还包括：
5.根据权利要求4所述的燃烧气流场特性分析方法，其特征在于，所述步骤S3中利用图像处理器对示踪粒子图像进行互相关分析还包括：
6.根据权利要求1所述的燃烧气流场特性分析方法，其特征在于，所述激光器采用是指固体连续激光器，输出功率不低于300W，不稳定度<1％，M2因子<1.2；光源出射偏移角度为30°。
7.根据权利要求1所述的燃烧气流场特性分析方法，其特征在于，所述相机分辨率不低于：1280×1024，光学畸变&
...【技术特征摘要】
1.一种燃烧气流场特性测量方法，基于piv实验测量装置完成，其特征在于，所述piv实验测量装置包括：燃烧台、设置于燃烧台附近的燃气组件、示踪组件，测算组件；
2.根据权利要求1所述的燃烧气流场特性分析方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的燃烧气流场特性分析方法，其特征在于，所述燃气增压装置、粒子增压装置是指空气压缩机，所述空气压缩机的出口处还设置有过滤器。
4.根据权利要求1所述的燃烧气流场特性分析方法，其特征在于，所述步骤s3中利用图像处理器对示踪粒子图像进行互相关分析还包括：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：郭晶晶，李胜男，赵博，夏子潮，刘伯运，舒淇，贾小辉，张国洲，王子豪，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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