油雾爆燃机理实验平台的搭建与教学实验设计

为了探究受限空间内油雾爆燃事故机理及事故后果,设计了可视化的油雾爆燃机理测试实验平台。通过“实验平台功能需求分析-平台设计与开发-实验设计与实施-数据采集-结果分析”全过程,实现实验平台开发与各种船舶舱室、石油炼化生产过程及其他工业生产中油雾爆燃事故模拟实验。通过爆燃火焰传播规律、舱室内温度场、压力场的测试与分析,揭示了油雾爆燃发展规律。爆燃峰值压力可达0.9 MPa。爆燃温度较高,舱内峰值温度达到988℃,油雾爆燃破坏性较强。该实验增强了教学过程的直观性、交互性和多感知性,提高了学生的安全意识和解决复杂工程问题的探究能力,培养了学生的实践创新能力,提升了实践教学的质量。

热羽流与置换通风作用下油雾颗粒预测模型

高大空间机械厂房采用置换通风系统时,存在竖直方向油雾颗粒浓度分布不均匀的现象。这种现象会影响以降低室内颗粒浓度为目的的需求通风量。为了快速预测竖向油雾颗粒浓度分布,采用区域模型建模方法,考虑壁面流区、热羽流区和主流区等主要区域,基于质量平衡与能量平衡方程,建立了竖向油雾颗粒浓度分布预测模型;同时在实验舱内进行了实验验证,模型计算结果与实验结果趋势相符,最大相对误差不大于20%,表明该模型能够基本满足工程要求;以5种颗粒散发率工况为例进行节能分析,发现引入预测模型后计算得到的置换通风系统需求通风量可比传统变风量系统通风设计方法计算的减少18.83%~44.41%。该预测模型能较为准确地预测高大厂房中置换通风时竖向不同高度的油雾颗粒浓度,可应用于需要快速预测竖向颗粒平均浓度的场景。

用于铝压延厂房油雾控制的环吸式排风罩设计方法

环吸式排风罩是针对铝压延加工工艺油雾散发特征而提出的一种高效捕集设备,可以大幅降低系统风量,从而减少能耗和降低碳排放量,但目前仍缺乏此类排风罩的通用设计方法。本文选取10个铝压延车间铝冷轧机及排风罩为研究对象,探究了不同轧机尺寸组合下排风罩罩口处污染物扩散断面尺寸和排风罩捕集性能,通过回归分析得到了排风罩罩口设计尺寸和设计风量的计算方法,可供工程设计人员参考。

舰船舱室环境油雾在金属和织物表面的沉降特性

[目的]旨在研究舰船舱室环境油雾在金属和织物表面的沉降特性。[方法]在试验舱内释油雾,让其在目标表面上沉降,称量表面沉降前后的质量差即为表面上的沉降质量,以此来对比不同朝向、不同材质表面的沉降特性;将水平向下表面的沉降合理假设为气相沉降,估算其贡献大小,并计算颗粒相的沉降速度。[结果]在朝向方面,金属水平向上表面的沉降质量分别是竖直和水平向下表面的3.98倍和4.66倍,织物水平向上表面的油雾沉降质量是竖直和水平向下表面的1.08倍和1.20倍;在材质方面,织物水平向上、竖直和水平向下表面的沉降质量分别是同朝向的金属表面的49.1倍、169.8倍和155.5倍。估算表明,对于金属水平向上和竖直表面,气相沉积的贡献分别为21.5%和79.2%;对于织物的水平向上和竖直表面,则约为90%。[结论]研究表明,舰船舱室环境油雾在织物表面的沉降远强于在金属表面的沉降;在金属水平向上表面的沉降远大于竖直表面和水平向下表面;在3种朝向的织物表面的沉降差别并不明显;无论何种材质和朝向,气相沉降都不可忽视。对于舰船舱室环境,气相沉降占据主导作用。

发电机轴承油槽密封结构对油雾泄漏的影响

大型水电站轴承油槽总是不可避免地发生油雾泄漏问题,改善密封结构通常是解决水电站轴承油槽甩油雾问题最简单有效的措施.为了降低油雾泄漏对发电机内部造成的污染,文中围绕某抽水蓄能电站发电机轴承油槽甩油雾问题,对油槽密封盖进行改型,并开展密封腔油雾多相流数值模拟研究.通过Mixture模型和SST k-ω模型解析了原密封结构和2种改进密封结构的流场分布特性,并评估了不同密封结构下的油雾泄漏情况.研究结果表明:相比于原设计模型,改进模型Ⅰ,Ⅱ的油雾泄漏量平均减少了18.9%,88.6%,改进模型Ⅱ抑制油雾效果最为显著;高压气体的注入会破坏密封腔原有的环形涡流,从而抑制油雾逸出;对于下部密封腔而言,提高进口压力,减小进口流速都有助于改善密封性能.文中的研究可为油槽密封改良以及轴承油雾泄漏控制措施提供一定的参考,提升电站的经济效益以及运行的安全稳定性.

机械加工厂房工作区油雾分布特征及快速预测方法

按需通风策略能够有效地降低以切削工艺为主的机械加工厂房中机床所在工作单元内呼吸区的总体油雾浓度,并且通风量与呼吸区的油雾浓度分布密切相关。然而,油雾浓度难以被长时间稳定测量。因此本文旨在通过机械学习结合降维思想的方法对呼吸区油雾浓度分布进行预测。首先,通过数值模拟对机械加工厂房某一单元进行简化建模,分析了呼吸区油雾分布的主要影响因素,明确了多源散发的大空间内呼吸区油雾分布主要受排风量、散发源的强度和位置的影响,通过对不同工况模拟发现,油雾分布会随着排风量改变,局部区域浓度变化与整体变化弱相关。之后基于模拟结果建立了数据库,以此为基础训练多种预测模型,考虑R^(2),选择GBDT(梯度提升树)方法进行了预测,最终能保证预测的准确性大于80%,该方法为后续优化通风控制方法奠定了基础。

大型抽水蓄能机组推力轴承油雾问题研究

大型抽水蓄能机组普遍存在着或多或少的轴承油雾问题。油雾问题给机组的安全稳定运行构成潜在的威胁并影响电站的环境指标。本文针对轴承油雾问题从油雾形成机理、油雾密封及油雾处理进行试验研究,提出了解决油雾问题的有效措施,研究表明:改进轴承结构、恰当控制油位,合理布局油槽结构,配置油档、气封和油雾分离器并设置好参数,可有效解决油雾问题。本研究成果可为抽水蓄能机组设计及电站实际油雾问题解决提供方案和借鉴。

丹江电厂水轮发电机组推力轴承油雾外溢分析与改造

丹江电厂水轮发电机组推力轴承油雾外溢现象严重,给机组安全运行带来了隐患,本文主要针对丹江电厂推力轴承油雾产生、外溢的原因进行了分析、提出了相应处理方案,并在6号水轮发电机组A级检修中实施,且取得了较好的效果,希望能给有相同需求的单位提供一点借鉴及参考。

基于光闪烁法的油雾浓度在线检测方法研究

针对压缩机出口除油器效率性能评价,提出一种基于光闪烁法的润滑油油雾液滴浓度在线检测方法。基于颗粒系层模型和Lambert-Beer定律,以层测量体透过率作为泊松分布随机变量,推导了光闪烁法在长光程平行光束下的颗粒浓度检测模型。闪烁频率根据测量体大小、颗粒直径和颗粒速度确定,并通过影响闪烁信号的拟合方差影响检测精度。对于某型压缩机润滑油,通过光谱扫描和主成分分析法确定了在可见光波段,400 nm波长光束具有最佳的检测灵敏度和正相关性。实验结果表明,相较于光透射法,在0~50 mg·m^(−3)油雾浓度范围内基于光闪烁法检测标定结果误差小于10%,线性相关系数R2=0.989。

紫外分光光度法测定工作场所空气中油雾

建立溶剂洗脱-紫外分光光度法测定工作场所空气中油雾的方法。用玻璃纤维滤膜采集工作场所空气样品,经正己烷超声洗脱,将洗脱液置于1 cm石英比色皿中,在225 nm波长处用紫外分光光度计测定。油雾的质量浓度在0~30.0μg/mL范围内与吸光度线性关系良好,线性相关系数为0.9997,方法检出限为0.3μg/mL,定量限为0.8μg/mL。以采集45 L空气样品计,最低检出质量浓度为0.07 mg/m^(3),最低定量质量浓度为0.18 mg/m^(3)。测定结果的相对标准偏差为1.8%~4.5%(n=6),样品加标回收率为95.7%~104.7%。该方法操作简单,试剂耗材成本低,对实验人员身体危害较小,且检出限低,精密度、准确度、样品稳定性均能够满足职业卫生检测方法要求,适用于工作场所空气中油雾的测定。

典型油雾车间环境颗粒物组分解析及溯源

本研究旨在深入解析典型油雾车间环境颗粒物的组分特性并追溯其来源。采集了青岛某厂机轮车间的环境颗粒物样本,利用X射线荧光(XRF)分析仪对颗粒物中的金属元素组成进行分析,表明样品的金属元素以Ca、K为主,其次为Fe、Ti、Zn、Cu,涉及的重金属包括Cd、Pb、Hg。通过热失重分析仪(TG)研究颗粒物的热稳定性和组分,探究了其在不同温度下的质量变化及组分变化,样品最终失重量为93.71%。使用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对颗粒物的化学结构和官能团进行分析,揭示了其有机成分的特性,样品主要由棉纤维和聚酯纤维组成,还可能含有人造丝、尼龙和亚麻等。借助有机碳元素碳分析仪(OCEC)测量颗粒物中的有机碳和元素碳含量,表明样品的碳质组分中有机碳占到了90%以上。相关研究结果在一定程度上揭示了颗粒物的主要组分、分布特征以及可能的污染源。

某船主机油雾浓度高自动停车现象原因分析

油雾浓度探测器是预防柴油机曲轴箱爆炸的一个重要安保装置。本文概述了油雾浓度探测器原理,对某船航行试验过程中多次出现因两台主机油雾浓度高而导致自动停车的现象进行了分析。针对该现象开展了详细排查工作,原因定位于充放电板的电压波动引发油雾浓度高报警,进而导致自动停车。最后通过加装电源隔离模块顺利地解决了该问题。

主机油雾监测系统故障原因分析

文章针对主机油雾监测系统在使用过程中出现的各类故障进行原因分析,结果判断为控制器故障、传感器故障、采集通道故障,根据相关的故障代码提出了对应的分析判断及故障排除。

低油雾高性能不锈钢冷轧轧制油的研制及应用

针对不锈钢板材及其冷轧轧制工艺特点,研制了一款具有良好冷却性、润滑性、退火清净性以及使用安全性的低油雾高性能不锈钢冷轧轧制油;现场应用跟踪结果表明,研制产品在不同工况条件下性能表现优异,减少了现场油雾的产生,满足客户使用要求。

某9F型燃机电厂润滑油油雾分离器滤芯进出口压差高故障分析

某9F燃机电厂#2机组运行过程中一直存在润滑油油雾分离器压差高现象,检修更换滤芯时发现分离器筒体内存在大量积油,在更换新滤芯短时间运行后仍然存在压差高的问题。本文结合#2机组润滑油抽油烟系统布置运行情况对润滑油油雾分离器压差高可能的原因进行了分析,并根据分析的原因逐一排查处理,最终找到了原因,使润滑油油雾分离器压差高问题得到了根本解决。

油位高度变化对发电机推力轴承油槽甩油雾问题的影响

针对江西洪屏抽蓄电站推力轴承油雾泄露问题,建立推力轴承三维模型,使用VOF多相流模型、Lee蒸发冷凝模型和RNG k-ε湍流模型,对油槽内的润滑油-空气-油雾三相流热耦合问题进行求解.分析了从低报警油位到高报警油位之间的油位高度变化对油槽内流场分布特性的影响,并探究了不同油位下的润滑油分布规律以及油雾聚集情况,定位了油雾的产生、聚集位置.研究发现:油槽内的流速和温度分布主要由机组转速以及外循环泵的性能决定.油雾在产生之后主要向着2个区域聚集,其一为挡油板与推力头之间的区域,其二为挡油管处的区域,这2个区域具有低压、高温、高流速的特点,最易发生外甩油和内甩油事件.此外,随着油位高速增加,压油叶栅逐渐丧失其阻油雾作用,为了运行安全和环境安全,不建议推力轴承油槽运行在较高油位处.研究可为合理设置推力油槽运行工况参数提供一定的理论基础.

空调式厂房油雾颗粒扩散分布试验研究

为了研究不同气流组织、运行风量等情况下空调式厂房中各个粒径颗粒的空间分布,在高大空间厂房中,选择0.5,1.0,2.5,5.0μm等典型粒径的油雾颗粒作为研究对象,对比分析不同粒径的油雾颗粒在“下送上排”、“喷嘴下回”、“喷嘴上排”3种气流组织下的垂直浓度分布结构,并分析了不同运行风量对油雾浓度分布的影响。使用平均通风效率指标比较了各类空调工况下油雾颗粒的排污有效性差异。结果表明:3种气流组织中,“喷嘴上排”在5.0μm以下的各个粒径段的排风效率最高,这种气流组织下风量减小时,空间区域各个部分颗粒浓度均有增加,但中间偏上的部分颗粒浓度增加更明显。研究结果可为以油雾颗粒浓度控制为目标的工业厂房空调系统气流组织设计提供参考。

机械加工车间机床油雾逸散特征及其捕集控制效果

以8个典型机械加工车间为研究对象,结合生产工艺,分析了其油雾散发特征及控制手段。对车间内油雾浓度进行了连续实测,分析了岗位呼吸区域油雾浓度与生产工艺的关系,并调研了车间通风手段与净化器的油雾控制效果。结果表明:在生产期间,通风对5.0~10.0μm粒径的油雾颗粒去除效果显著,各粒径段的油雾颗粒数量随通风换气次数的变化不明显;位于机床上方的局部排风仍不能保证岗位呼吸区的油雾浓度低于美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)的推荐值;油雾排放源头控制至关重要,净化器能够起到显著效果,但同时也提高了对通风系统的运维管理及成本要求。在对实测数据进行分析时发现,通过密闭机床操作门缝隙向外逸散的油雾不容忽视,其逸散率与机床内外压差及由此形成的缝隙流速是否大于颗粒外溢速度有直接关系,值得深入探讨。

切削机床油雾颗粒局部排风的优化研究

切削加工过程中产生的油雾颗粒会给从业人员带来严重的健康危害,局部排风罩可减少油雾颗粒散逸。本文采用CFD方法,研究了排风量和排风罩高度对不同粒径颗粒捕集效率的影响,提出了特征拖曳比参数,通过回归得到特征拖曳比与捕集效率的关系式;采用增加柔性围挡的方式对局部排风罩进行了优化,上吸罩增加围挡后的捕集效率与将排风罩高度降低60 cm的捕集效率相近。

油雾探测器检定装置设计

对油雾探测器检定装置的设计方法进行介绍,包括检定装置的组成、功能和设计要求,以及检定装置工作的流程,并对过程中产生的问题进行分析与总结,进而完成一种既能对油雾探测器进行标定的检测装置又能提供一种油雾试验环境的油雾发生装置,为国内相应检测标定装置的研发提供参考。