矿用防爆柴油机喷淋式消声器结构设计开题报告

开题报告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述文献综述一、研究背景及意义随着上世纪九十年代神东集团公司率先引入防爆铲运机,防爆柴油机就进入了我们的视野。此后,先后有国内多家公司单位分别从澳大利亚DOMINO公司、瑞典ATLASCOPCOWAGNER公司等公司引入多台1。防爆柴油机的研制在我国已经有20多年的历史了，曾研制成功30KW、15KW、66KW、180KW等几种机型,但由于各种因素的影响,均未能投入批量生产。2000年,河北煤炭科学研究所与山西卓里集团临汾柴油机厂联合研制了一种型号为S1100FB的防爆柴油机,功率为88KW。此外,近些年来常州科研试制中心有限公司也进行了防爆柴油机的研制工作,并且取得了可喜的成果2。目前国内废气冷却措施主要是采用水洗。即所排废气通过水洗以降低温度消除火花和减少烟尘，达到冷却和净化的目的，这就需要改进排气管结构并增设废气处理箱。水洗废气有两种方法，一种是在排气总管出口处安装喷嘴，向管内喷水，气水混合以降低温度，使废气管外壳不超过150C，气水混合后进入废气箱，在箱内上下绕流后，再通过灭火栅栏排出箱外。另一种是不喷水，靠清洗箱内的水冷却，排气管采用水夹层，夹层水与散热水箱联通，以保证废气管的外壳低于150C，废气请理箱充满水，废气通过排气管进入清洗箱，在箱内上下绕流12次后，再经过灭火栅栏排出箱外，使排气温度低于70C，这种结构是用水夹层排气管和废气清洗箱组成。两种方法均能满足需要。在此我们采用第一种方法来实现3。噪声是工业社会带来的副产品，它是一种物理污染，具有即时性，声源发生就形成污染，噪声污染与大气污染、水源污染一起被认为是当今世界三大公害。与其他两个公害相比，噪声的影响面最广，感觉最直接，人们反映最多。在发动机噪声中，排气噪声是最主要的噪声源。对排气噪声的控制，可从两个方面采取措施。一方面是对噪声源本身采取措施。一方面是对噪声源本身采取措施，这需要从噪声源机理分析入手，采取相应的对策，但这些措施又往往涉及到排气系统，如凸轮轴、气门机构以及汽缸盖的设计，而这些又会影响到内燃机其他方面的性能，因此需要综合考虑并进行大量的试验研究；另一方面的降噪设计是采用排气消声器，这是最有效，最简单，也是目前国内外采用最多的方法。因此，研制高性能的排气消声器，便成为降低机车噪声，从而降低城市环境噪声的首要的和主要的措施4。消声器是一种阻止声传播而允许气流通过的降噪装备，是控制气流噪声的主要技术措施。在消声器发展过程中，首先出现的是无源消声器阻性消声器、抗性消声器及阻抗式复合消声器。随着技术的日趋成熟，无缘消声器也取得了很好的消声效果。特别是在排放法规和噪声法规日益严格的今天，为了改善我国大部分内燃机有害排放物尚达不到将执行的法规要求，噪声也比国外同机型高的状况，国内研制开发了多种催化转化消声器，并取得了良好的降污、降噪效果。近年来，随着现代数字信号处理技术的发展以及电子控制装置的性能成本比的提高，国际上又提出了有源消声器的概念【5】【6】。消声器理论的研究最早始于二十世纪的二十年代，是美国的STEWART首先提出研究抗性的声滤清器理论。五十年代中期才有关于排气消声器研究的正式论文发表，进入六十年代后，随着环保意识的加强和环保法规的日益严格，消声器的理论研究出现了飞跃式的发展。六十年代初，有人提出用等效电路方法和声传递矩阵（四端网络）的方法来研究消声器的传递损失；六十年代末，日本福田基一教授的专著噪声控制与消声设计的出版作为机动车噪声控制研究的一个里程碑，总结和发展了以前的消声理论，奠定了消声器理论研究的经典基础。从八十年代起，便开始采用现代分析技术研究振动传递函数与噪声辐射的关系【7】。在国内，马大猷等发明了小口喷注消声器以来，对排气噪声的控制工作了许多研究89。对于排气噪音，镇江船舶学院与上海交大所合作进行的实验研究表明，能有效降低柴油机在空气中的排气噪音的抗性消声器，对降低矿用柴油机排气噪音亦非常有效10。根据消声机理的不同，消声器可分成阻性消声器、抗性消声器、阻抗式复合消声器以及电子消声器等11。阻性消声器是利用吸声材料消声的。它的有效吸声频带较宽，对中、高频噪声消声效果好，但怕高温、水气，在对吸声材料有侵蚀作用的介质中使用寿命较短。抗性消声器利用管道中声学性能突变的交界面处声波的反射和折射来达到消声目的。它的目的是能在低中频率范围内有选择地消声，构造简单，耐高温、耐介质侵蚀和冲击腐蚀。抗性消声主要用于脉动性流噪声的消除12。阻抗复合式消声器是把阻性与抗性两种消声结构经过一定组合而构成的消声器。工程上对一些高强度的宽频带噪声，几乎都采用这种复合式消声器来消除。有源消声器利用传感器测得排气噪声声压信号，经分析放大后输出频率和幅值相同而相位相反的声信号来抵消排气噪声。从理论上讲有源消声器可完全消除排气噪声，但由于声源特性复杂，排气有源消声技术基本上还处于探索阶段【14】。根据设计要求，喷淋式消声器应结构简单易于维修，能耐高温和流体冲击，寿命长。由上述分析可知，应选用抗性消声器为宜。对其的主要性能要求应依次是大小严格满足尺寸限制，能达到要求的温降性能指标，阻力损失指标，消声量性能指标。喷淋式消声器是一种新型消声器，它是在普通抗性消声器的基础上，在消声器管道壁上安装喷嘴，向管道内喷入水雾，以加强排气降温和消声的效果。由于水雾蒸发时所需的汽化潜热很大，所以排气温度可以大幅降低，喷雾消声器机理分两方面，喷水后介质密度和声速C发生了变化，即引起声阻抗的变化，而使声波发生反射；两相介质相混合时，发生摩擦，使能量损失，消除一部分噪声。大功率柴油机对噪声和排气温度要求很高时，可以考虑在柴油机消声器后加装喷雾式消声器。另外，喷淋式消声器对高频噪音有显著的降低效果，所以对高频噪声占主要部分的噪声也可以考虑使用喷雾消声器【15】。参考文献1冯茂林，韩鹏勃，李静我国防爆柴油机的发展及应用现代制造技术与装备，2007,177（2）132杨庆佛内燃机噪声控制太原山西人民出版社，19853鞠子聪防爆柴油机废气冷却装置设计原则河北煤矿，1993,12（3）1624李娜柴油机排气消声器的设计与研究硕士学位论文山东山东大学，20025宋进柱译经济小巧的电子有源消声器国外内燃机，1994（3）61626宋进柱译先进的排气消声技术国外内燃机，1994（1）55607王祝炜有气流的消声器的研究硕士学位论文济南山东工业大学，19968马大猷等小孔喷注噪声和小孔消声器中国科学，1997（9）9马大猷湍流喷注噪声的定律的发展声学学报，1981；12（3）10方开翔柴油机水下排气噪声的实验研究镇江船舶学院学报，199391711赵松龄噪声的降低与隔离（下册）同济大学出版社，1989252812李沛滋，戴根华小孔喷注噪声的定律的发展声学学报，1981；313张林噪声及其控制哈尔滨工程大学出版社200212815114伊善贞，费仁元，周大森，刘太文发动机排气有源消声技术研究进展及发展趋势车用发动机，200361015黄亮，柳恭民，贺林喷雾消声器冷却效果及阻力特性研究柴油机，2005增刊379开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）一、主要内容本次设计的主要工作是设计研究一种兼具排气降温和排气消声的装置，该装置以消声器的结构形式为载体，在消声器管道壁上安装喷嘴，向管道内喷入水雾。在减弱噪声的同时来起到降温的效果。本文从实际工作的角度对其总体结构进行了规划设计。并根据理论经验对消声器本体的一些主要结构参数如容积比、外形尺寸、腔数、内部气流通道等。二、要解决的问题1、消声器腔数和内部气流通道；2、对喷淋式消声器进行3D建模；3、对消声器材料的选定。三、研究手段以传统文献检索手段为主，辅以网络、数据库等手段，开展资料收集、数据整理等工作。使用必要的软件完成本喷淋式消声器结构设计及3D建模。以开题报告指导教师意见指导教师年月日所在系审查意见系主任年月日1冯茂林，韩鹏勃，李静附件参考文献格式学术期刊作者论文题目期刊名称，出版年份，卷期页次如果作者的人数多于3人，则写前三位作者的名字后面加“等”，作者之间以逗号隔开。例如1李峰，胡征，景苏等纳米粒子的控制生长和自组装研究进展无机化学学报，2001,1733153242JYLI,XLCHEN,HLIFABRICATIONOFZINCOXIDENANORODSJOURNALOFCRYSTALGROWTH,2001,23357学术会议论文集作者论文题目文集编者姓名学术会议文集名称，出版地出版者，出版年份页次例如3司宗国，谢去病，王群重子湮没快度关联的研究见赵维勤，高崇寿编第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集，北京中国高等科学技术中心，1996105图书著者书名版本出版地出版者，出版年页次如果该书是第一版则可以略去版次。例如4韩其智，孙洪洲群论北京北京大学出版社，1987101预印本作者论文题目预印本编号（出版年份）例如5XIAOFENGGUOANDJIANWEIQIUTHELEADINGPOWERCORRECTIONSTOTHESTRUCTUREFUNCTIONSHEPPH/98105481998学位论文作者论文题目学士或硕士、博士学位论文出版地出版者，出版年份例如6