發(fā)布時間：2020-10-30 23:48

　　 隨著居民生活水平的提高,人們對冷藏、冷凍食品的需求不斷增加,帶動了民營冷庫數(shù)量大幅增長。但日常監(jiān)管的疏松使得氨制冷壓力管道在長期地運行過程中面臨緊固件松弛、閥門失效、腐蝕穿孔等問題,導致氨冷媒泄漏事故頻發(fā)。在泄漏初期,若無法有效、快速地檢測預警,極易造成大規(guī)模氨泄漏而引發(fā)火災(zāi)爆炸,對人員生命及經(jīng)濟財產(chǎn)構(gòu)成極大威脅。本文以流體動力學和光譜學基礎(chǔ)知識為理論研究框架,以制冷機房泄漏氨氣為研究對象,分析了其擴散特性及事故通風優(yōu)化方案,并基于可調(diào)諧半導體激光吸收光譜原理開展了氨氣激光檢測的相關(guān)技術(shù)問題研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)基于計算流體力學方法,分析了制冷機房壓縮機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各監(jiān)測點達到典型危險時間的影響規(guī)律,對比了三種事故通風方案的氨氣驅(qū)散效果;(2)闡明了溫度對氨氣吸收光譜線強的影響機制,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,提出了三級卷積降噪光譜預處理方法以提高多元噪聲背景下氨氣激光檢測精度,搭建了非常溫條件下氨氣激光檢測實驗平臺并提出濃度反演修正方法;(3)基于無合作目標表面反射特性及激光輻射傳輸規(guī)律對激光回波功率與光路特點進行分析,提出了菲涅爾透鏡陣列光學接收方案,并與常規(guī)的單獨菲涅爾透鏡接收系統(tǒng)進行光學接收性能對比分析。開展了開放光路無合作目標條件下氨氣激光檢測實驗,確定了系統(tǒng)最佳控制參數(shù),獲得了不同檢測距離下氨氣二次諧波信號幅值變化規(guī)律。本文以制冷機房氨氣泄漏為研究背景,基于可調(diào)諧半導體激光吸收光譜技術(shù)開展了非常溫條件和無合作目標條件下氨氣激光檢測研究,為今后制冷機房氨氣泄漏的快速檢測技術(shù)發(fā)展提供了一定的參考意義。
【學位單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 氨氣泄漏擴散數(shù)值模擬研究
        1.2.2 激光吸收光譜氣體檢測研究
    1.3 主要研究內(nèi)容
第二章 制冷機房氨氣泄漏擴散模型建立
    2.1 氨氣泄漏射流理論
        2.1.1 氣體射流的分類
        2.1.2 氨氣泄漏射流特征
        2.1.3 氨氣泄漏初始速度
    2.2 制冷壓縮機氨氣泄漏成因及擴散影響因素
        2.2.1 制冷壓縮機氨氣泄漏的成因
        2.2.2 泄漏氨氣擴散的影響因素
    2.3 物理模型
    2.4 數(shù)學模型
        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)格劃分及模型驗證
        2.5.1 網(wǎng)格劃分
        2.5.2 模型驗證
    2.6 本章小結(jié)
第三章 制冷機房氨氣泄漏擴散及事故通風模擬
    3.1 制冷壓縮機排氣端泄漏擴散表征分析
        3.1.1 泄漏氨氣濃度分布
        3.1.2 泄漏氨氣溫度分布
    3.2 制冷壓縮機吸氣端泄漏擴散表征分析
        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時間分析
        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 制冷機房氨氣泄漏事故通風優(yōu)化
    3.5 本章小結(jié)
第四章 溫度對氨氣吸收光譜特性及激光檢測的影響
    4.1 可調(diào)諧半導體激光吸收光譜原理
        4.1.1 TDLAS檢測原理
        4.1.2 濃度反演方法
    4.2 溫度對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的濃度反演修正
    4.6 本章小結(jié)
第五章 無合作目標條件下氨氣激光檢測研究
    5.1 無合作目標條件下激光光路傳輸分析
    5.2 控制參數(shù)對氨氣二次諧波的影響
    5.3 開放光路氨氣激光檢測實驗
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間論文發(fā)表及科研情況
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2863169