Wizualizacja procesów spalania z wykorzystaniem pojemnościowej tomografii komputerowej

• Autorzy: Gut Z. , Wolański P.

Warianty tytułu

EN

Visualization of combustion process using electrical capacitance tomography

• Konferencja: 8 Konferencja. Problemy Badawcze Energetyki Cieplnej. PBEC/sympozjum (VIII ; 11-14.12.2007 ; Warszawa, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Diagnostyka procesów spalania jest obszerną dziedziną nauki, w której obserwuje się stały i szybki postęp. Mimo istnienia wielu systemów diagnostycznych ciągle poszukuje się nowych, doskonalszych metod. Podstawowym celami tych metod są: poprawa efektywności procesu spalania oraz zmniejszenie emisji substancji toksycznych generowanych w procesie spalania. Obecnie w wizualizacji procesów spalania stosowane są różne metody optyczne. W metodach takich jak: smugowa, cieniowa, interferometryczna czy holograficzna wykorzystuje się zmiany współczynnika załamania światła w wyniku zmiany gęstości ośrodka. Ograniczeniem wykorzystania metod optycznych jest konieczność stosowania wzierników optycznych o bardzo wysokiej jakości, co utrudnia aplikacje tych. metod w warunkach rzeczywistych lub znacznie podnosi jej koszty. Zaś pomiar temperatury gazów wylotowych nie pozwala otrzymać szczegółowych informacji o zachodzących procesach spalania. Te ograniczenia zmuszają do poszukiwania nowych metod umożliwiających monitorowanie i wizualizację procesów spalania w czasie rzeczywistym. Jedną z takich metod jest (pojemnościowa tomografia komputerowa (PTK).

EN

Traditionalły, combustion processes have been monitored by optical means, using such techniques as Schlieren, shadow, interferometric, holographic and LIF. For flame visualization, high quality optical access to the area of interest is required and combustion laboratories round the world have shown great ingenuity to obtain this access. When fuel is burnt, a large number of charged particles, ions and free electrons are generated. These will modify both the permittivity and conductivity of the reaction zone; in general the latter effect dominating. The commercially available Electrical Capacitance Tomography (ECT) system is nominally a design for measuring changes in capacitance, linked to permittivit. However, inspection of the front-end circuitry reveals that the circuit will also respond to j changes in conductivity. In practice, the ECT system has yielded encouraging resultsl when used in combustion studies. The ECT system has the major advantage of not reguiring optical access and uses passive, non-invasive electrodes. The sensor can bej incorporated into the combustion chamber in such a way that it could be developed for routine commercial use.

Słowa kluczowe

PL

procesy spalania; pojemnościowa tomografia komputerowa

EN

combustion process; edlectrical capacitance tomography

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Konferencje
• Rocznik: 2007
• Tom: T. 1, z. 25
• Strony: 185--192
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Gut Z.

autor

Wolański P.

• Instytut Techniki Cieplnej, Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej, 00-665 Warszawa, ul. Nowowiejska 25

Bibliografia

• [1] Plaskowski A, Beck M S, Byars M, Dykowski T, He R., Wang S J, Waterfall R C and Yang W Q: "Industrial application of electrical capacitance Tomography", Pomiary Automatyka Kontrola 5, pp. 113-115, 1996.
• [2] Yang W Q, Stott A L, Beck M S and Xie C G: "Development of capacitance tomographic imaging systems for oil pipeline measurements", Review of Scientific Instruments, 66 (8), pp. 4326-4332, 1995.
• [3] Huang S M, Plaskowski A, Xie C G and Beck M S: "Tomographics imaging of two component flow using capacitance sensors", Meas. Sci. Technol., No. 22, pp.173-177,1989.
• [4] Waterfall R C, He R, White N B and Beck C M: "Combustion imaging form electrical impedance measurements", Meas. Sci. Technol., No. 7, pp.369-374, 1996.
• [5] Gut Z, Wolanski P, He R, Waterfall R C: "Application of Electrical Tomography to Combustion Studies", 16th ICDERS, Kraków, 1997.
• [6] www.tomography.com: "An iterative method for improving ECT images", Process Tomography Ltd., UK, April 1999.
• [7] Lawton J, Weinburg F J: "Electrical Aspects of Combustion", Chap 6. Clarendon Press, Oxford, UK, 1969.
• [8] Gut Z. "Modelowe badania wizualizacji procesów spalania w komorach silników turbinowo-odrzutowych", raport KBN, Warszawa, Polska, 2003.