開 題 報(bào) 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫 2000 字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述我這次畢業(yè)課題選的是礦用防爆柴油機(jī)廢氣處理箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我國是一個以煤炭為主要能源的國家，由于柴油機(jī)具有體積小巧、使用方便、靈活，在煤礦井下適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以柴油機(jī)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(jī)在運(yùn)行過程中有兩個特點(diǎn)：運(yùn)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。煤礦下通風(fēng)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(jī)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(diǎn)燃井下的瓦斯 1。鑒于以上兩點(diǎn)，礦用防爆柴油機(jī)必須解決好柴油機(jī)的防爆，冷卻降溫，廢氣凈化，自動保護(hù)等難題。隨著我國礦井生產(chǎn)機(jī)械化程度的提高，防爆柴油機(jī)憑借其高熱效率、低油耗，以及安全、靈活等優(yōu)點(diǎn)，在礦井運(yùn)輸牽引動力方面占據(jù)了越來越重要的位置。從上世紀(jì)40 年代起，國外就開始了將柴油機(jī)牽引車用于井下的研究，近幾十年來一柴油機(jī)為動力的內(nèi)燃機(jī)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(jì) 80 年代統(tǒng)計(jì)資料表明，使用柴油機(jī)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(shù)都得到了進(jìn)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(jī) 12。在德國、英國等國家，煤礦井下輔助運(yùn)輸設(shè)備大多使用防爆柴油機(jī)，憑借其一流的輔助運(yùn)輸設(shè)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(jī)一般在井下使用為地下開采服務(wù)，通常工作在可能會存在易燃易爆氣體的場所，由于柴油機(jī)工作過程中可能產(chǎn)生進(jìn)氣回火，且排氣中含有高溫顆粒，易點(diǎn)燃工作場所的易燃?xì)怏w。在柴油機(jī)的進(jìn)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(jī)的工作安全性 9。目前，國內(nèi)與國外對于柴油機(jī)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(shè)計(jì)，但是還有很多不足的地方需要我們來完善優(yōu)化。柴油機(jī)尾氣的冷卻與降溫柴油機(jī)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(jī)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(shè)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(jī)機(jī)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(jī)的尾氣進(jìn)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(shè)計(jì)與研究。廢氣的凈化柴油機(jī)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(rèn)定柴油機(jī)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(dāng)柴油機(jī)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(jī)廢氣中含有大量的火焰與火花，因此，對于柴油機(jī)尾氣的凈化要做到以下三點(diǎn)：對柴油機(jī)廢氣中的固體顆粒物進(jìn)行過濾與凈化，不得使固體顆粒物進(jìn)入空氣中，以防危害煤礦工人的身體健康。去除柴油機(jī)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。凈化柴油機(jī)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?xì)浠衔?，其中有一些為機(jī)械排出的未經(jīng)反應(yīng)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(yīng)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(jìn)行的研究就是要把柴油機(jī)廢氣通過一系列的反應(yīng)、過濾以及冷卻降溫，使得柴油機(jī)廢氣滿足國際廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，并且盡可能使礦用防爆柴油機(jī)廢氣處理箱的結(jié)構(gòu)簡單小巧，不阻礙柴油機(jī)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(dāng)增加巷道通風(fēng)量和合理的布置通風(fēng)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(xiàn)：學(xué)術(shù)會議論文集 1戴紹，李世文高產(chǎn)高效綜合機(jī)械化采煤技術(shù)與裝備礦井開采技術(shù)M北京煤炭工業(yè)出版社19982申進(jìn)杰煤礦井下防爆柴油機(jī)排放污染的控表J煤礦機(jī)械200930（8）：57-593張棟林地下鏟運(yùn)機(jī)M北京冶金工業(yè)出版社20024藤田明廣，天竺茂發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)PCN：1431390A2003（7）5劉龔俊內(nèi)燃機(jī)的排放與控制M北京機(jī)械工業(yè)出版社2005：6156高夢熊地下裝載機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用M北京冶金工業(yè)出版社20027郭燕嬋淺析防爆柴油機(jī) 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(bào)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(xué)2011，32（8）：217910何烈秋防爆柴油機(jī)研制概況J湖北大學(xué)邵陽分校學(xué)報(bào)1991（5）171911鞠子聰S1100FB 防爆柴油機(jī)的研制J河北煤炭1998（4）394612王桂梅，劉殿輝，段楠防爆柴油機(jī)的研制現(xiàn)狀及需求J礦山機(jī)械2000（4）：6213馮茂林，李靜防爆柴油機(jī)排氣系統(tǒng)研究D北京北京科技大學(xué)200714馬春泉井下防爆軌道機(jī)車的特點(diǎn)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(jī)炭煙排放預(yù)測模型J煤炭學(xué)報(bào)2001（4）：182185 開 題 報(bào) 告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(jī)廢氣處理箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時，需考慮一下幾個方面的問題：進(jìn)氣和排氣防爆問題；提高冷卻系統(tǒng)的冷卻能力；廢棄的進(jìn)化問題。以使柴油機(jī)的表面溫度不超過 150，這樣可以對柴油機(jī)的整體進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對各系統(tǒng)進(jìn)行合理安排，從而達(dá)到減小整機(jī)尺寸的目的。在對防爆柴油機(jī)廢氣處理箱進(jìn)行研究時，需要用到流體力學(xué)，工程熱力學(xué)，傳熱學(xué)的相關(guān)知識及理論方法。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對理論研究和數(shù)值模擬提供必要的條件。應(yīng)用FLUENT 軟件對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行模擬分析及驗(yàn)證。本課題主要研究步驟如下：第一步：根據(jù)流體力學(xué)，工程熱力學(xué)，傳熱學(xué)的基本理論知識，對防爆柴油機(jī)廢氣處理箱內(nèi)部的換熱機(jī)理進(jìn)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(xué)模型，進(jìn)行換熱計(jì)算并驗(yàn)證換熱效果。第二步：根據(jù)研究的需要，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并進(jìn)行臺架性能實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)測得大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證原有廢氣處理箱的換熱效果。應(yīng)用 MATLAB 等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并與理論數(shù)據(jù)相比較，驗(yàn)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(yīng)用FLUENT 模擬所需要的邊界條件提供數(shù)據(jù)。第三步：在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)原有廢氣處理箱的不足，提出改進(jìn)方案，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(jī)廢氣處理箱建立數(shù)學(xué)模型，適當(dāng)?shù)暮喕Ｐ?，?yīng)用FLUENT 軟件對廢氣處理箱進(jìn)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(jìn)方案。第五步：對廢氣處理箱中廢氣處理過程進(jìn)行分析研究，探討廢氣處理效果，并對加裝廢氣凈化器進(jìn)行可行性分析。開 題 報(bào) 告指導(dǎo)教師意見：該生在開題報(bào)告撰寫過程中積極查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，在了解礦用防爆柴油機(jī)廢氣處理箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下，明確了煤礦用防爆柴油機(jī)廢氣處理箱的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及性能要求。文獻(xiàn)綜述部分能夠較為系統(tǒng)地闡述煤礦機(jī)械所處的工作環(huán)境及其對柴油機(jī)的防爆要求，排氣系統(tǒng)應(yīng)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(dāng)前防爆柴油機(jī)所采用的干式和濕式排氣系統(tǒng)及相關(guān)研究方法，為后續(xù)課題開展作了準(zhǔn)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(bào)告內(nèi)容比較詳實(shí)，書寫規(guī)范，符合開題報(bào)告撰寫相關(guān)要求。鑒于此，同意該生開題并進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)工作。指導(dǎo)教師： 年 月 日所在系審查意見：系主任： 年 月 日附件：參考文獻(xiàn)格式學(xué)術(shù)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(jìn)展. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)， 2001, 17(3): 3153242 J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorods. Journal of Crystal Growth, 2001,233:57學(xué)術(shù)會議論文集 作者論文題目文集編者姓名學(xué)術(shù)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(guān)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(xué)技術(shù)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(xué)出版社，1987101預(yù)印本 作者論文題目預(yù)印本編號（出版年份）例如：5Xiaofeng Guo and Jianwei QiuThe leading power corrections to the structure functionshepph/9810548(1998)學(xué)位論文 作者論文題目學(xué)士(或碩士、博士 )學(xué)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(xué)位論文. 北京：中國科學(xué)院, 2002電子文獻(xiàn) 主要責(zé)任者. 電子文獻(xiàn)題名電子文獻(xiàn)的出處或可獲地址. 發(fā)表或更新日期例如：7 王明亮. 關(guān)于中國學(xué)術(shù)期刊標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程的進(jìn)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?zé)嵬夥笏幹苽浞桨? 中國專利：881056073，1989-07-26.