第五届过程装备大奖赛论文模板选读.doc

作品分组______________ 作品编号_______________________ 第五届全国大学生过程装备 实践与创新大赛作品 课题名称 承压式电极点火实验装置 学校名称 大连理工大学 专业名称 a.化工过程机械 b.安全科学与工程 c. 安全工程 成员姓名 张东a 程蛟b 刘正刚c 周帅a 指导教师 喻健良 教授  递交日期：2014年 7月 30日  承压式电极点火实验装置 摘 要 本文根据燃烧与爆炸实验要求以及目前实验安全现状提出了一种基于CO2气体绝缘密封的形式，并按照此方法设计制造了一种新型多用途承压式电极点火装置。本文完成的工作有： 1. 设计了0.1~10mJ、10mJ~10J以及10J以上三种不同工作原理的电极点火实验装置； 2. 利用极限载荷方法对承压箱体进行了有限元分析，得到了密封箱合理的设计压力； 3. 根据极限载荷分析得到的结果，利用水压试验与气密性试验对密封箱箱体承压能力与密封性能进行测试； 3. 成功制作了工作压力200kPa，绝缘气体为CO2，10mJ~10J能量连续可调的常规电极点火装置，并将此装置成功应用于管道内火焰传播实验与最大安全间隙实验； 4. 成功制造了0~18kV连续可调的脉冲逆变式升压器，用于电极点火装置的供电； 5. 利用高速摄影技术对C=10nF，U=8kV、10kV、12kV、14kV时的电极点火过程进行了拍摄； 6. 利用C++语言对自动控制与数据采集系统进行编程，完成了对点火系统控制、两块ZT8348数据采集卡数据采集的同时控制。 关键词：点火电极；气体绝缘；燃烧与爆炸；实验装置 Pressure Bearing Type Electrode Ignition Experiment Device Abstract  目 录 摘 要 2 1 绪论 7 1.1 高电压实验装置现状 7 1.1.1 危险的实验设备 7 1.1.2 实验工作现状 8 1.1.3 装置绝缘与安全防护 9 1.2 常见高压电保护方式 9 1.2.1 设备接地 9 1.2.2 固体绝缘 9 1.2.3 气体绝缘 10 1.3 实验装置的气体绝缘方法 10 1.3.1 绝缘气体简易 11 1.3.2 依条件加载压力 12 1.3.3 间歇性工作 12 1.3.4 实时安全 12 1.4 燃烧与爆炸的实验研究 13 1.4.1 生产中的安全事故 13 1.4.2 燃烧与爆炸 13 1.4.3 电极点火装置 13 1.5 承压式电极点火装置 14 1.5.1 实用性 14 1.5.2 简易性 14 1.5.3 安全性 14 1.5.4 低成本 15 2 电极点火装置原理 17 2.2 0.1~10mJ 小能量点火系统 17 2.1.1 控制逻辑 17 2.1.2 小能量点火的应用 18 2.2 10mJ~10J 常规点火系统 18 2.2.1 设计思路 18 2.2.2 高压电路与控制系统设计 19 2.2.3 超负荷工作 20 2.3 10J以上高能量点火系统 20 2.3.1 设计思路 21 2.3.2 高压电路原理 21 3 承压箱体数值分析 22 3.1 极限载荷分析法 22 3.2 前处理 22 3.2.1 材料参数与几何结构 22 3.2.2 模型建立、网格划分与压力加载 23 3.3 求解器的设置 24 3.3.1 弧长法 24 3.3.2 极限载荷求解 25 3.4 结果分析 25 3.4.1 Von-Mises应力云图 25 3.4.2 等效应力与变形云图 26 3.4.3 极限载荷曲线 26 4 目前完成的工作 28 4.1 10mJ~10J 常规点火设备装置 28 4.1.1 绝缘实验与密封箱承压性能测试 28 4.1.2 电极点火实验箱的制作过程 29 4.1.3 电极点火实验箱的完成情况 30 4.2 脉冲逆变升压器 30 4.2.1 定制实验板 31 4.2.2 制造完成的脉冲逆变升压器 31 4.2.3 脉冲逆变升压器的工作 32 4.3 自动控制系统 33 4.3.1 自动控制逻辑 33 4.3.2 数据采集系统 33 4.3.3 自动控制系统编程 34 5 装置性能测试 35 5.1