隨著居民生活水平的提高,人們對(duì)冷藏、冷凍食品的需求不斷增加,帶動(dòng)了民營(yíng)冷庫(kù)數(shù)量大幅增長(zhǎng)。但日常監(jiān)管的疏松使得氨制冷壓力管道在長(zhǎng)期地運(yùn)行過(guò)程中面臨緊固件松弛、閥門(mén)失效、腐蝕穿孔等問(wèn)題,導(dǎo)致氨冷媒泄漏事故頻發(fā)。在泄漏初期,若無(wú)法有效、快速地檢測(cè)預(yù)警,極易造成大規(guī)模氨泄漏而引發(fā)火災(zāi)爆炸,對(duì)人員生命及經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)構(gòu)成極大威脅。本文以流體動(dòng)力學(xué)和光譜學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)為理論研究框架,以制冷機(jī)房泄漏氨氣為研究對(duì)象,分析了其擴(kuò)散特性及事故通風(fēng)優(yōu)化方案,并基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜原理開(kāi)展了氨氣激光檢測(cè)的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于計(jì)算流體力學(xué)方法,分析了制冷機(jī)房壓縮機(jī)高壓排氣管道與低壓吸氣管道氨氣泄漏后濃度分布與溫度分布隨時(shí)間的變化特征,探討了環(huán)境溫度、泄漏孔徑及泄漏方向等因素對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)達(dá)到典型危險(xiǎn)時(shí)間的影響規(guī)律,對(duì)比了三種事故通風(fēng)方案的氨氣驅(qū)散效果;(2)闡明了溫度對(duì)氨氣吸收光譜線強(qiáng)的影響機(jī)制,建立了溫度-濃度耦合變量下氨氣光譜吸光度的關(guān)聯(lián)模型,提出了三級(jí)卷積降噪光譜預(yù)處理方法以提高多元噪聲背景下氨氣激光檢測(cè)精度,搭建了非常溫條件下氨氣激光檢測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并提出濃度反演修正方法;(3)基于無(wú)合作目標(biāo)表面反射特性及激光輻射傳輸規(guī)律對(duì)激光回波功率與光路特點(diǎn)進(jìn)行分析,提出了菲涅爾透鏡陣列光學(xué)接收方案,并與常規(guī)的單獨(dú)菲涅爾透鏡接收系統(tǒng)進(jìn)行光學(xué)接收性能對(duì)比分析。開(kāi)展了開(kāi)放光路無(wú)合作目標(biāo)條件下氨氣激光檢測(cè)實(shí)驗(yàn),確定了系統(tǒng)最佳控制參數(shù),獲得了不同檢測(cè)距離下氨氣二次諧波信號(hào)幅值變化規(guī)律。本文以制冷機(jī)房氨氣泄漏為研究背景,基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)開(kāi)展了非常溫條件和無(wú)合作目標(biāo)條件下氨氣激光檢測(cè)研究,為今后制冷機(jī)房氨氣泄漏的快速檢測(cè)技術(shù)發(fā)展提供了一定的參考意義。
【學(xué)位單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TB657;O433.5
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 氨氣泄漏擴(kuò)散數(shù)值模擬研究
        1.2.2 激光吸收光譜氣體檢測(cè)研究
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 制冷機(jī)房氨氣泄漏擴(kuò)散模型建立
    2.1 氨氣泄漏射流理論
        2.1.1 氣體射流的分類(lèi)
        2.1.2 氨氣泄漏射流特征
        2.1.3 氨氣泄漏初始速度
    2.2 制冷壓縮機(jī)氨氣泄漏成因及擴(kuò)散影響因素
        2.2.1 制冷壓縮機(jī)氨氣泄漏的成因
        2.2.2 泄漏氨氣擴(kuò)散的影響因素
    2.3 物理模型
    2.4 數(shù)學(xué)模型
        2.4.1 基本假設(shè)
        2.4.2 控制方程
        2.4.3 邊界條件
    2.5 網(wǎng)格劃分及模型驗(yàn)證
        2.5.1 網(wǎng)格劃分
        2.5.2 模型驗(yàn)證
    2.6 本章小結(jié)
第三章 制冷機(jī)房氨氣泄漏擴(kuò)散及事故通風(fēng)模擬
    3.1 制冷壓縮機(jī)排氣端泄漏擴(kuò)散表征分析
        3.1.1 泄漏氨氣濃度分布
        3.1.2 泄漏氨氣溫度分布
    3.2 制冷壓縮機(jī)吸氣端泄漏擴(kuò)散表征分析
        3.2.1 泄漏氨氣濃度分布
        3.2.2 泄漏氨氣溫度分布
    3.3 不同影響因素下典型危險(xiǎn)時(shí)間分析
        3.3.1 環(huán)境溫度的影響
        3.3.2 泄漏孔徑的影響
        3.3.3 泄漏方向的影響
    3.4 制冷機(jī)房氨氣泄漏事故通風(fēng)優(yōu)化
    3.5 本章小結(jié)
第四章 溫度對(duì)氨氣吸收光譜特性及激光檢測(cè)的影響
    4.1 可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜原理
        4.1.1 TDLAS檢測(cè)原理
        4.1.2 濃度反演方法
    4.2 溫度對(duì)氨氣吸收譜線線型函數(shù)的影響
    4.3 氨氣吸收光譜特性的關(guān)聯(lián)分析
    4.4 多源噪聲背景下氨氣濃度反演
    4.5 非常溫條件下氨氣激光檢測(cè)的濃度反演修正
    4.6 本章小結(jié)
第五章 無(wú)合作目標(biāo)條件下氨氣激光檢測(cè)研究
    5.1 無(wú)合作目標(biāo)條件下激光光路傳輸分析
    5.2 控制參數(shù)對(duì)氨氣二次諧波的影響
    5.3 開(kāi)放光路氨氣激光檢測(cè)實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2863169