Горение смесевого твердого топлива
Дипломная работа - Авиация, Астрономия, Космонавтика
Другие дипломы по предмету Авиация, Астрономия, Космонавтика
фия после обработки в графическом редакторе (вырезана интересующая нас область).
Второй принципиальной особенностью разработанного метода является преобразование фотоизображения в символьный массив, которое может быть осуществлено с помощью одной из последних версий пакета Matlab. Разработанное математическое сопровождение позволяет получать за считанные минуты двумерный массив температур по всему полю пламени, обрабатывать его, строя необходимые графические зависимости, определяя статистические характеристики и т.п.
Как и в традиционном измерении, перед экспериментами необходимо получить тарировочную зависимость с помощью, например, эталонной лампы или используя другой источник лучистого потока с известными характеристиками, установить известным способом баланс белого. В отличие от традиционных измерений, когда процедура должна проводиться регулярно, перед каждой серией опытов, здесь достаточно получить ее один раз, так как тарировка является характеристикой фотоаппарата.
Таким образом, при высокой точности и достоверности сигнала, рассматриваемый метод, по сравнению с традиционными, является более быстрым методом (время получения информации снижено, примерно, на два порядка), и при некоторой доработке может быть использован в системах реального времени.
Опытное определение поля температур продуктов сгорания проводилось в установке постоянного давления (УПД) традиционного исполнения.
В целях автоматизации процесса обработки результатов использовался пакет MatLab версии 6.5. Дополнительно была написана программа (expert_tmp), которая преобразует цветное компьютерное изображение фотографии в зоне горения в двумерный массив температур (попиксельно). С помощью программ graph_i и graph_j получаются зависимости температуры от координаты по линиям параллельным и перпендикулярным к поверхности горения, соответственно.
Корректная работа программы expert_tmp организуется в диалоговом режиме следующим образом.
В начале вводится название интересующего графического файла (фотографии) и проверяются необходимые условия корректной работы программы: наличие в текущей директории файла TABL.mat - файл значений температуры; наличие всех графических файлов, которые необходимо обработать, т.к. программа expert_tmp обрабатывает графические файлы, находящиеся непосредственно в текущей директории. Результатом обработки графических файлов (фотографий) являются несколько массивов, которые находятся в так называемой рабочей области данных - окне Workspace, в виде файлов данных с расширением mat. Их можно сохранять и использовать для получения зависимостей и дальнейшей обработки.
Операторы программы позволяют получать необходимые массивы. Оператор imread - считывает изображение из графического файла (попиксельно) и представляет его в виде трёхмерного массива А с размерностью три, т.е. A(i, j,:)=[R G B], где i и j - размеры массива, определяемые высотой и шириной изображения соответственно, а третье измерение представляет информацию о цвете (красный, зеленый и синий цвета соответственно).
Массивы RAD, GAD и BAD являются двумерными массивами значений, размером i x j, составляющих R, G и B, соответственно, массива А. В программе происходит вычисление значений температуры с помощью файла данных TABL.mat, который загружается в рабочую область данных Workspace с помощью оператора load. На выходе создается двумерный массив температур (попиксельно) - TEMP, который можно использовать для построения интересуемых зависимостей, дальнейшей обработки и анализа.
С помощью программы graph_i_spl или graph_j_spl возможна интерполяция полученных зависимостей бикубическим сплайном, а с помощью программы graph_cont возможно получить линии уровня, которые в зависимости от значений массива температур окрашены в разные цвета, что придает наглядность получаемым результатам.
4.2 Результаты экспериментального исследования температурного поля зоны горения твердого топлива
Типичные зависимости T(x, y), где x - горизонтальная координата (вдоль поверхности образца), y - вертикальная, приведены на рис 7.
Пример трехмерной зависимости Т(х, y) и части массива получившегося в результате работы программы expert_tmp приведены в Приложении 2 и Приложении 3 соответственно.
Рис. 7. Зависимость температуры Т(y) от поперечной координаты в трех сечениях.
Приложение 1
Установка постоянного давления (УПД)
Приложение 2
Трехмерная зависимость Т(х, y)
Приложение 3
Пример части массива получившегося в результате работы программы expert_tmp