《礦用防爆柴油機廢氣處理箱結(jié)構(gòu)設計開題報告》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《礦用防爆柴油機廢氣處理箱結(jié)構(gòu)設計開題報告（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

開 題 報 告1．結(jié)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(jié)構(gòu)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 CO，氮氧化物以及固體顆粒物等有害物質(zhì)，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(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)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 CO，氮氧化物以及固體顆粒物等，這些物質(zhì)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(jié)構(gòu)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 CO、氮氧化物等有毒有害氣體，NO x為 NO 和 NO2這兩種物質(zhì)的混合物，它對人體的影響是刺激肺部產(chǎn)生積液和呼吸困難，其中 NO2危害性最大，但所幸在廢氣中它的濃度較低，SO 2的影響較小，燃料中含有單質(zhì) S，近 90％變成廢氣中的 SO2，其余呈游離 S 顆粒被排出，CO 是一種致命氣體，它附在血液中的血紅蛋白上，阻礙氧附著，使人窒息死亡，HC 代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(jié)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(jié)構(gòu)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(zhì)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）：57-59[3]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]﹒CN：1431390A﹒2003（7）﹒[5]劉龔俊﹒內(nèi)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(jié)構(gòu)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 CO,NOx的排放[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(zhì)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﹒S1100FB 防爆柴油機的研制[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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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FLUENT 軟件對計算結(jié)果進行模擬分析及驗證。本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(nèi)部的換熱機理進行深入的研究，分析質(zhì)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 MATLAB 等軟件進行數(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(jié)論。通過數(shù)據(jù)為應用FLUENT 模擬所需要的邊界條件提供數(shù)據(jù)。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 AQS105FB 型防爆柴油機廢氣處理箱建立數(shù)學模型，適當?shù)暮喕Ｐ停瑧肍LUENT 軟件對廢氣處理箱進行流體分析，得出一些結(jié)論，并根據(jù)得出的結(jié)論對原有結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)分析，該生對廢氣處理箱結(jié)構(gòu)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(nèi)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] J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorods. Journal of Crystal Growth, 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]Xiaofeng Guo and Jianwei Qiu﹒The leading power corrections to the structure functions﹒hep—ph/9810548(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. http://www.caycd.edu.cn/pub/wml.txt/980810-2.html, 1998-08-16專利 專利所有者. 專利名稱. 專利國別：專利號，日期.例如：[8] 姜錫洲.一種溫熱外敷藥制備方案. 中國專利：881056073，1989-07-26.