松散煤堆自燃探测系统研究

发布时间：2017-10-11 14:32

  本文关键词：松散煤堆自燃探测系统研究

  更多相关文章： 煤自燃 数值模拟 无线传输 HF-LPB100 MSP430

【摘要】：煤炭自燃是一项非常严重的自然灾害,如何有效预防煤自燃、提高煤的利用率是煤炭产业急需解决的问题之一。针对这种情况,本文提出一种煤堆自燃探测系统,系统包括软件、硬件设计,进行了有针对性的数值模拟及实验研究。首先,分析了煤炭自燃现状和自燃机理等问题,针对现有煤堆自燃预测方法的不足,提出一种煤堆自燃探测系统,该系统能够同时监测煤在低温氧化阶段的温度变化和气体浓度变化。其次,对系统进行了硬件设计与软件设计,具体内容为:分别完成了电源电路、无线传输电路、超限报警电路、温度测量电路、气体浓度测量电路以及其他电路的硬件设计和软件设计,设计了上位机接收模块(客户端),以实现相应功能。最后,对本文设计的探测系统进行了可靠性实验研究,包括对煤堆低温氧化情况下温度的测量和一氧化碳气体浓度的检测。并结合对煤堆温度场CFD数值模拟的结果,设计了测量位置点的分布,采用人为预热的方法创造了实验条件。从实验结果可知,本文所设计的系统具有良好的监测可靠性,可以应用到实际生产中。本文设计与开发的松散煤堆自燃探测系统具有监测方便、易于操作与调试等优点,同时成本花费低,在储煤场等场合具有很好的应用前景。此外,本文的研究结果对于预防煤堆自燃有积极的意义。
【关键词】：煤自燃 数值模拟 无线传输 HF-LPB100 MSP430
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 绪论14-25
• 1.1 煤自燃及其危害14-17
• 1.1.1 煤自燃的基本概念与危害14
• 1.1.2 全球煤自燃现状14-15
• 1.1.3 研究煤自燃的意义15-17
• 1.2 煤自燃理论17-20
• 1.2.1 煤自燃的机理17-18
• 1.2.2 煤的氧化特性18
• 1.2.3 自然发火与自然发火期18-19
• 1.2.4 煤自燃的条件19
• 1.2.5 煤自燃的影响因素19-20
• 1.3 国内外研究现状20-23
• 1.3.1 煤自燃机理的研究现状20
• 1.3.2 煤自燃预测预报与探测方法研究现状20-22
• 1.3.3 煤自燃时温度与气体的研究现状22-23
• 1.4 本文主要研究内容和意义23-24
• 1.5 本章小结24-25
• 2 系统测量原理及总体设计25-33
• 2.1 系统设计要求25
• 2.2 微处理器的选择25-26
• 2.3 传感器选择26-31
• 2.3.1 热电阻26-28
• 2.3.2 气体传感器及其选择28-31
• 2.4 系统总体结构及成本核算31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 3 系统硬件电路和软件设计33-51
• 3.1 系统硬件电路设计33-45
• 3.1.1 MCU核心电路33-34
• 3.1.2 电源电路34-37
• 3.1.3 显示电路37
• 3.1.4 按键输入电路37-38
• 3.1.5 存储电路38-39
• 3.1.6 无线传输电路39-41
• 3.1.7 超限报警电路41
• 3.1.8 复位电路41-42
• 3.1.9 数据通道选择电路42
• 3.1.10 温度测量电路42-44
• 3.1.11 气体测量电路44-45
• 3.1.12 模数转换电路45
• 3.2 上位机测试系统设计45-50
• 3.2.1 软件开发环境介绍45-46
• 3.2.2 程序逻辑框架分析46-48
• 3.2.3 系统客户端功能实现48-50
• 3.3 本章小结50-51
• 4 煤自燃的数学模型和温度场仿真51-63
• 4.1 渗流理论简述52-53
• 4.1.1 渗流52
• 4.1.2 达西定律52
• 4.1.3 多孔介质52-53
• 4.2 控制方程介绍53-57
• 4.3 数值模拟57-62
• 4.3.1 物理模型57-58
• 4.3.2 基本参数设置58
• 4.3.3 模拟结果及分析58-62
• 4.4 本章小结62-63
• 5 系统测试及分析63-71
• 5.1 实验原理63-64
• 5.1.1 实验介绍63-64
• 5.1.2 实验准备64
• 5.2 实验过程及结果分析64-70
• 5.3 本章小结70-71
• 6 总结与展望71-72
• 6.1 总结71
• 6.2 存在的不足及后期展望71-72
• 参考文献72-76
• 作者简介76

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 史伟康;;无锡市轨道交通一号线光纤感温探测系统设置方案[J];科技信息;2009年21期

2 张慰忱;朱蕴珍;;火焰探测系统的选择与应用[J];炼油化工自动化;1989年02期

3 ;机械博览[J];林业机械与木工设备;1999年02期

4 冯引安;侯瑞宁;;基于嵌入式系统的火灾图像探测系统设计[J];低压电器;2009年08期

5 徐伟华;;火/气探测系统与安全仪表技术[J];自动化博览;2011年S1期

6 李志武，周燕云，刘永东，贺宁波;多电极直流探测系统及其应用效果[J];物探与化探;1996年06期

7 亦东;现代火警探测系统[J];浙江消防;1994年05期

8 范平安;常高超;;分布式光纤感温探测系统消防应用分析[J];消防技术与产品信息;2013年06期

9 邓增利;;可视火焰探测系统的应用分析[J];内蒙古石油化工;2014年05期

10 钱欣;刘东;陈佳星;;感温探测系统在海上储油罐的应用[J];宽厚板;2009年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王朝晖;张群明;周亚鹏;张鑫;蒋庄德;;应用于生物微量试样移液的液面控制探测系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年

2 欧阳晓平;;用于脉冲裂变中子、γ混合辐射场测量的探测系统[A];第十三届全国核物理大会暨第八届会员代表大会论文摘要集[C];2007年

3 林源根;段占元;郭春营;;碲化镉探测系统应用中几个问题的实验分析[A];全国第六届核仪器及其应用学术会议论文集[C];2007年

4 张子平;;RHIC/STAR的TOF系统的研制[A];第十二届全国核物理大会暨第七届会员代表大会论文摘要集[C];2004年

5 华行祥;朱兰娟;;新一代高空探测系统的准备技巧和突发事件的处理[A];平安浙江气象保障学术论坛论文集[C];2005年

6 李黄;;新一代高空探测系统诞生的前前后后[A];中国气象学会2006年年会“气象史志研究进展”分会场论文集[C];2006年

7 徐钊远;王绪文;;L波段1型新一代高空探测系统的应用与维护[A];2006年湖北省气象学会学术年会暨湖北省第一届防雷论坛学术论文详细文摘汇集[C];2006年

8 陈力雄;胡孟春;甫跃成;李忠宝;刘建;王振通;张建华;唐正元;杨洪琼;唐登攀;陈钰钰;冯t熁，

本文编号：1013055