|
Abstract:
|
Tavoitteena oli lämpötilajakaumien mittaus kuplivan leijupedin tulipesästä sekä hiilipölypolttimesta kohdeyrityksen kehittämän Ardemus-tulipesämallin todentamiseksi. Mallinnusta käytetään apuvälineenä tulipesien ja poltinten suunnittelussa ja kehittämisessä sekä käyttöparametrien optimoinnissa. Nykyisin tietokoneiden laskentatehon parantuessa mallinnuksissa päästään entistä tarkempiin tuloksiin, mutta palamisprosessin kaikkia yksityiskohtia ja parametrejä ei vielä tunneta, joten uusien mallien luotettavuudesta ei voida olla varmoja suorittamatta vertailuja mittaustuloksiin.Työssä toteutettiin väri-CCD-kameraan perustuva laite, jolla tulipesien lämpötilajakaumia mitattiin kaksiväripyrometriaa soveltaen. Laitteella pystyttiin mittaamaan liekissä olevan noen emittoimaan säteilyyn perustuen liekin värilämpötilan jakauma. Liekin emissiivisyyden ja osittaisen läpinäkyvyyden takia tämä ei ollut suoraan verrattavissa mallinnustulosten lämpötilajakaumiin. Työssä suoritettiinkin mallinnustulosten lämpötila- ja nokijakaumien perusteella laskelmia siitä, millaisia värilämpötiloja mallinnusten mukaisista liekeistä havaittaisiin.Tulipesistä mitattiin myös spektrijakaumat CCD-kameraan liitettävää spektrometriä käyttäen. Spektreistä pystyttiin myös selvittämään liekkien kaasujen aiheuttamien spektriviivojen vaikutus mitattuun värilämpötilaan. Lisäksi kokeiltiin menetelmää liekin emissivisyyden selvittämiseksi spektrien perusteella. Värilämpötilan emissivisyyskorjausta ei kuitenkaan voitu suorittaa näiden emissivisyyslaskujen perusteella, koska tutkituissa liekeissä myös läpinäkyvyys vaikutti mittaustuloksiin.Työssä toteutettu kuvantava pyrometri kesti hyvin käytännön mittaukset tulipesäolosuhteissa, ja yksinkertaisen rakenteensa ansiosta se soveltuisi hyvin myös lämpötilan jatkuvaan monitorointiin. Värilämpötilan ajallisten ja paikallisten muutosten havainnointi laitteella on luotettavaa. Liekin todellista lämpötilaa mitattaessa laitteen tarkkuutta rajoittaa eniten liekin optisten ominaisuuksien epävarmuus sekä käytetyn optiikan värivirheet ja heikko valovoimakkuus. /Kir10 |