【摘 要】
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现有防爆柴油机是在地面柴油机的进气系统和排气系统加装防爆阻火器改造而成.煤矿井下工况复杂,防爆柴油机经常处于启停、加减速等瞬态工况,而防爆阻火器的加装导致柴油机进排气严重受阻,瞬态工况下进排气系统迟滞加重,瞬态工况特性恶化严重.针对该问题,利用GT-POWER建立了防爆柴油机稳态仿真模型,利用Simulink建立了防爆柴油机瞬态工况控制模型,并将瞬态工况控制模型与稳态仿真模型耦合形成防爆柴油机瞬态仿真模型.基于防爆柴油机瞬态仿真模型,对恒转速变转矩和恒转矩变转速2种典型瞬态工况下防爆柴油机动力性能进行了仿
【机 构】
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中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116;中国煤炭科工集团太原研究院有限公司,山西太原030006
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现有防爆柴油机是在地面柴油机的进气系统和排气系统加装防爆阻火器改造而成.煤矿井下工况复杂,防爆柴油机经常处于启停、加减速等瞬态工况,而防爆阻火器的加装导致柴油机进排气严重受阻,瞬态工况下进排气系统迟滞加重,瞬态工况特性恶化严重.针对该问题,利用GT-POWER建立了防爆柴油机稳态仿真模型,利用Simulink建立了防爆柴油机瞬态工况控制模型,并将瞬态工况控制模型与稳态仿真模型耦合形成防爆柴油机瞬态仿真模型.基于防爆柴油机瞬态仿真模型,对恒转速变转矩和恒转矩变转速2种典型瞬态工况下防爆柴油机动力性能进行了仿真分析,结果表明:恒转速变转矩瞬态工况下,与防爆改造前柴油机相比,防爆柴油机空燃比下降更快,缸内最大爆发压力降低,转矩迟滞现象更明显,且转矩升高越快,迟滞效应越严重;恒转矩变转速瞬态工况下,防爆柴油机空燃比随着转速增大而减小,但小负荷增转速过程对空燃比的影响较小.为合理优化防爆柴油机参数,仿真分析了喷油提前角和进排气防爆阻火器栅栏数量对防爆柴油机动力和排放性能的影响,结果表明:缸内最大爆发压力、最高燃烧温度、摩擦转矩和功率均随喷油提前角增大而增大,CO和HC体积分数随喷油提前角增大而减小,NOx体积分数随喷油提前角增大而增大;随着进排气防爆阻火器栅栏数量增多,防爆柴油机缸内最大爆发压力增大、最高燃烧温度减小,进排气防爆阻火器栅栏数量增多对防爆柴油机摩擦转矩和功率的影响几乎可以忽略不计,但对尾气排放浓度有一定的抑制作用;适当增大喷油提前角和进排气防爆阻火器栅栏数量,可在一定程度上改善防爆柴油机瞬态工况特性.
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针对现有组合惯性导航方式应用于井下巷道内智能传感器时失去完全自主优势和增加成本的问题,首先将井下巷道分解为多个一定垂高的二维平面,在二维平面形成多条既定路径,将智能传感器定位问题转换为既定路径上的移动轨迹跟踪问题;然后选用基于微机电系统的惯性测量单元(MEMS-based IMU)实现井下巷道内智能传感器惯性导航,结合零速修正和既定路径标定的方式反演移动轨迹.智能传感器在既定路径起始点零速修正后,整个既定路径上的移动分为直线惯性导航和交叉点标定2种模式.直线惯性导航:传感器航向角和横滚角变化值不超过阈值时
目前针对瓦斯爆炸的研究大多以CH4与空气混合气体为研究对象,而煤矿瓦斯爆炸并非单独的CH4爆炸,往往存在CO等组分,对瓦斯爆炸产生一定影响.为揭示CO对瓦斯爆炸反应的影响机理,在20 L球形爆炸罐中测试了9.5％CH4与0～4％CO混合气体的爆炸压力,结果表明:随着CO浓度增大,混合气体最大爆炸压力呈先增大后减小趋势,CO体积分数为2％时最大,为624.9 kPa.在Chemkin-Pro数值模拟软件中,采用GRI-mech 3.0机理,从化学动力学角度对CO,CH4与空气混合气体爆炸反应进行了温度敏感性
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