礦用防爆柴油機廢氣處理箱結構設計【獨家畢業(yè)課程設計含任務書+開題報告+外文翻譯+中期報告+答辯PPT】
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開 題 報 告 1.結合畢業(yè)設計情況,根據(jù)所查閱的文獻資料,撰寫 2000 字左右的文獻綜述: 文 獻 綜 述 我這次畢業(yè)課題選的是 —— 礦用防爆柴油機廢氣處理箱結構設計,我國是一個以煤炭為主要能源的國家,由于柴油機具有體積小巧、使用方便、靈活,在煤礦井下適應性強等優(yōu)點,所以柴油機在煤礦井下的使用范圍廣泛,同時也會帶來一系列的困擾。柴油機在運行過程中有兩個特點:①運行過程中會釋放大量的 氧化物以及固體顆粒物等有害物質,對長時間處于這種高污染的環(huán)境下工作的煤礦工人的身體健康造成了很大的危害。②煤礦下通風條件 有限,礦井中積聚的瓦斯不能及時、完全地排出,而且普通發(fā)動機排氣溫度在 650℃以上,其排出的高溫高壓廢氣中還有大量燃燒未盡的火焰與火花,容易點燃井下的瓦斯 [1]。鑒于以上兩點,礦用防爆柴油機必須解決好柴油機的防爆,冷卻降溫,廢氣凈化,自動保護等難題。 隨著我國礦井生產(chǎn)機械化程度的提高,防爆柴油機憑借其高熱效率、低油耗,以及安全、靈活等優(yōu)點,在礦井運輸牽引動力方面占據(jù)了越來越重要的位置。從上世紀 40年代起,國外就開始了將柴油機牽引車用于井下的研究,近幾十年來一柴油機為動力的內燃機車在國外許多煤礦和非煤礦業(yè)中已逐 步采用。據(jù)上世紀 80 年代統(tǒng)計資料表明,使用柴油機牽引車的比例在西方國家已超過 50%。經(jīng)過最近 20 多年的發(fā)展,采用比例及技術都得到了進一步的提高,目前已發(fā)展了初步完善的各個系列的不同功率防爆柴油機[12]。在德國、英國等國家,煤礦井下輔助運輸設備大多使用防爆柴油機,憑借其一流的輔助運輸設備,極大地提高了開采效率,也更好的保障了井下安全。防爆柴油機一般在井下使用為地下開采服務,通常工作在可能會存在易燃易爆氣體的場所,由于柴油機工作過程中可能產(chǎn)生進氣回火,且排氣中含有高溫顆粒,易點燃工作場所的易燃氣體。在柴油機的 進排氣系統(tǒng)上加裝近排氣防爆柵欄等防爆輔助裝置,可有效熄滅回火,從而提高防爆柴油機的工作安全性 [9]。目前,國內與國外對于柴油機廢氣處理箱的研究很多,無論是在功能用途,還是外形優(yōu)化上邊都有著出色的設計,但是還有很多不足的地方需要我們來完善優(yōu)化。 ⒈柴油機尾氣的冷卻與降溫 柴油機燃燒產(chǎn)生大量熱量,僅有 33%轉為曲軸功率,約有 30%要通過冷卻系統(tǒng)加以消散,另有 7%從柴油機表面直接散發(fā)到大氣中,剩余的 30%則要通過廢氣排掉,而且排出的尾氣中依然存在大量未燃盡的火焰與火花,如果處理不徹底,造成的后果不堪設想,現(xiàn)在 常用的冷卻與降溫的方法是通過循環(huán)水冷卻以及電子扇工作散熱,這些傳統(tǒng)的冷卻方法對于柴油機機體的冷卻還容易做到,但是對于尾氣的冷卻確是十分困難的,除了對柴油機的尾氣進行降溫的同時,還需要除去廢氣中帶有的火焰與火花,這就需要我們更近一步的設計與研究。 ⒉廢氣的凈化 柴油機排出的廢氣中,含有大量的 氧化物以及固體顆粒物等,這些物質對井下工人的健康都是有極大的危害, 2016 年 6 月,世界衛(wèi)生組織專家認定柴油機尾氣具有與煙草程度相近的致癌性,將其從 2A 組移至 1 組 [3]。除了對人體健康的傷害,當柴油機廢氣排放到礦 井中并與煤礦中的瓦斯氣體混合,遇到高溫高壓以及明火等的情況十分容易發(fā)生爆炸事件,更不用說柴油機廢氣中含有大量的火焰與火花,因此,對于柴油機尾氣的凈化要做到以下三點:①對柴油機廢氣中的固體顆粒物進行過濾與凈化,不得使固體顆粒物進入空氣中,以防危害煤礦工人的身體健康。②去除柴油機廢氣中的火焰與火花,利用火焰捕捉器或者其他結構簡單方便的方法,徹底出去廢氣中的明火,以防有火焰、火花出現(xiàn),引發(fā)礦井下瓦斯爆炸等重大安全事故。③凈化柴油機廢氣中大量的 氧化物等有毒有害氣體, O 和 對人體的影響是刺激肺部產(chǎn)生積液和呼吸困難,其中 所幸在廢氣中它的濃度較低, 料中含有單質 S,近 90%變成廢氣中的 余呈游離 S 顆粒被排出,一種致命氣體,它附在血液中的血紅蛋白上,阻礙氧附著,使人窒息死亡, 表廢氣中的碳氫化合物,其中有一些為機械排出的未經(jīng)反應的燃料分子,有些則是燃料分子的分解形式,而另一些是重新結合分子,后者包括一種或多種醛,它們同樣對肺有刺激 [5]。我們所要做的就是利用各種廢氣處理液,經(jīng)過多次反應與過濾生成與人體無害的氣體,排放到空氣中。 本次我們所要進行的研究就是要把柴油機廢氣通過一系列的反應、過濾以及冷卻降溫,使得柴油機廢氣滿足國際廢氣排放標準,并且盡可能使礦用防爆柴油機廢氣處理箱的結構簡單小巧,不阻礙柴油機正常工作,確保礦工的工作安全高效。同時提高井下空氣質量的監(jiān)測能力,適當增加巷道通風量和合理的布置通風系統(tǒng)也是保證煤礦安全生產(chǎn) 和工人健康工作的基本途徑。 參考文獻 : 學術會議論文集 [1]戴紹,李世文﹒高產(chǎn)高效綜合機械化采煤技術與裝備礦井開采技術 [M]﹒北京﹒煤炭工業(yè)出版社﹒ 1998﹒ [2]申進杰 ﹒ 煤礦井下防爆柴油機排放污染的 控表 [J]﹒煤礦機械﹒ 2009﹒ 30( 8): 573]張棟林 ﹒地下鏟運機 [M]﹒北京﹒冶金工業(yè)出版社﹒ 2002﹒ [4]藤田明廣,天竺茂 ﹒發(fā)動機排氣系統(tǒng) [P]﹒ 1431390A﹒ 2003( 7)﹒ [5]劉龔俊 ﹒內燃機的排放與控制 [M]﹒北京﹒機械工業(yè)出版社﹒ 2005: 6— 15﹒ [6]高夢熊 ﹒地下裝載機 —— 結構設計與應用 [M]﹒北京﹒冶金工業(yè)出版社﹒ 2002﹒ [7]郭燕嬋 ﹒淺析防爆柴油機 J]﹒河北煤炭﹒ 2003( 3)﹒ [8]郭晶青 ﹒在用柴油車治理“戴口罩”難治病 [J]﹒ 中國汽車報﹒ 2007( 12)﹒ [9]周磊,王伯光等 ﹒重型柴油車對空氣質量的影響及其排放的控制 [J]﹒環(huán)境科學﹒2011, 32( 8): 2179﹒ [10]何烈秋 ﹒防爆柴油機研制概況 [J]﹒湖北大學邵陽分校學報﹒ 1991( 5) 17— 19﹒ [11]鞠子聰 ﹒ 爆柴油機的研制 [J]﹒河北煤炭﹒ 1998( 4) 39— 46﹒ [12]王桂梅,劉殿輝,段楠 ﹒防爆柴油機的研制現(xiàn)狀及需求 [J]﹒礦山機械﹒ 2000( 4):62﹒ [13]馮茂林,李靜 ﹒防爆柴油機排氣系統(tǒng)研究 [D]﹒北京﹒北京科技大學﹒ 2007﹒ [14]馬春泉 ﹒ 井下防爆軌道機車的特點和發(fā)展 [J]﹒煤炭自動化﹒ 1998( 16)﹒ [15]王桂梅,劉殿輝等 ﹒防爆柴油機炭煙排放預測模型 [J]﹒煤炭學報﹒ 2001( 4): 182— 185﹒ 開 題 報 告 2.本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段(途徑): 我所研究的課題是 —— 礦用防爆柴油機廢氣處理箱結構設計,在設計時,需考慮一下幾個方面的問題:①進氣和排氣防爆問題;②提高冷卻系統(tǒng)的冷卻能力;③廢棄的進化問題。以使柴油機的表面溫度不超過 150℃,這樣可以對柴油機的整體進行結構優(yōu)化,對 各系統(tǒng)進行合理安排,從而達到減小整機尺寸的目的。 在對防爆柴油機廢氣處理箱進行研究時,需要用到流體力學,工程熱力學,傳熱學的相關知識及理論方法。設計實驗,對理論研究和數(shù)值模擬提供必要的條件。應用 課題主要研究步驟如下: 第一步: 根據(jù)流體力學,工程熱力學,傳熱學的基本理論知識,對防爆柴油機廢氣處理箱內部的換熱機理進行深入的研究,分析質交換、熱交換及動量交換。建立廢氣處理箱 熱力學模型,進行換熱計算并驗證換熱效果。 第二步:根據(jù)研究的需要,設計實驗項目,并進行臺架性 能實驗。通過實驗測得大量實驗數(shù)據(jù),驗證原有廢氣處理箱的換熱效果。應用 軟件進行數(shù)據(jù)處理,并與理論數(shù)據(jù)相比較,驗證理論模型的正確性,并得出一些重要結論。通過數(shù)據(jù)為應用 第三步:在實驗中發(fā)現(xiàn)原有廢氣處理箱的不足,提出改進方案,并通過實驗驗證新方案的可行性和有效性,效果比較滿意。 第四步:對 防爆柴油機廢氣處理箱建立數(shù)學模型,適當?shù)暮喕P?,應用件對廢氣處理箱進行流體分析,得出一些結論,并根據(jù)得出的結論對原有結構的不足提出改進方案 。 第五步:對廢氣處理箱中廢氣處理過程進行分析研究,探討廢氣處理效果,并對加裝廢氣凈化器進行可行性分析。 開 題 報 告 指導教師意見 : 該生在開題報告撰寫過程中積極查閱相關文獻資料,在了解礦用防爆柴油機廢氣處理箱結構設計相關國家標準的前提下,明確了煤礦用防爆柴油機廢氣處理箱的設計特點及性能要求。 文獻綜述部分能夠較為系統(tǒng)地闡述煤礦機械所處的工作環(huán)境及其對柴油機的防爆要求,排氣系統(tǒng)應滿足的降溫及對尾氣的稀釋等功能,并通過現(xiàn)狀分析說明了當前防爆柴油機所采用的干式和濕式排氣系統(tǒng)及相關研究方法,為后續(xù)課題開 展作了準備。 通過總結分析,該生對廢氣處理箱結構及工作原理有了初步了解,整體思路比較清晰,工作量適中,方法可行。 開題報告內容比較詳實,書寫規(guī)范,符合開題報告撰寫相關要求。 鑒于此,同意該生開題并進行下一步設計工作。 指導教師: 年 月 日 所在系審查意見: 系主任: 年 月 日 附件:參考文獻格式 學術期刊 作者 ﹒ 論文題目 ﹒ 期刊名稱,出版年份,卷 (期 ):頁次 如果作者的人數(shù)多于 3 人,則寫前三位作者的名字后面加“等”,作者之間以逗號隔開。例如: [1] 李峰 , 胡征 , 景蘇等 . 納米粒子的控制生長和自組裝研究進展 . 無機化學學報, 2001, 17(3): 315~324 [2] of 2001,233:5~ 7 學術會議論文集 作者 ﹒ 論文題目 ﹒ 文集編者姓名 ﹒ 學術會議文集名稱,出版地:出版者,出版年份:頁次 例如: [3] 司宗國,謝去病,王群 ﹒ 重子湮沒快度關聯(lián)的研究 ﹒ 見趙維勤,高崇壽編 ﹒ 第五屆高能粒子產(chǎn)生和重離子碰撞理論研討會文集,北京:中國高等科學技術中心, 1996: 105 圖書 著者 ﹒ 書 名 ﹒ 版本 ﹒ 出版地:出版者,出版年 ﹒ 頁次 如果該書是第一版則可以略去版次。 例如: [4]韓其智,孫洪洲 ﹒ 群論 ﹒ 北京:北京大學出版社, 1987﹒ 101 預印本 作者 ﹒ 論文題目 ﹒ 預印本編號(出版年份) 例如: [5]uo to 810548(1998) 學位論文 作者 ﹒ 論文題目 ﹒ 學 士 (或碩士、博士 )學位論文 . 出版地:出版者,出版年份 例如: [6] 陳異 . 納米粒子形貌控制研究 . 碩士學位論文 . 北京 : 中國科學院 , 2002 電子文獻 主要責任者 . 電子文獻題名 ﹒ 電子文獻的出處或可獲地址 . 發(fā)表或更新日期 例如: [7] 王明亮 . 關 于 中 國 學 術 期 刊 標 準 化 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 工 程 的 進 展 . , 1998利 專利所有者 . 專利名稱 . 專利國別:專利號,日期 . 例如: [8] 姜錫洲 中國專利: 881056073, 1989
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