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矿用柴油机是在普通柴油机排气系统上加装带水套歧管、带水套排气总管、废气处理箱、排气阻火器等防爆装置的发动机,也叫防爆柴油机,其中排气阻火器和废气处理箱是保证矿用柴油机具有良好防爆性能的关键装置,它们的工作性能对防爆柴油机的动力性和经济性有直接影响,故对排气阻火器和废气处理箱的结构进行分析研究具有重要理论意义和工程价值。本文针对6100型防爆柴油机的排气阻火器容易堵塞、排气阻力大和废气处理箱排气阻力大、体积大,以及排气系统的降噪功能不能满足要求等问题展开研究,研究了平板式阻火器的结构对其阻火性能和压力损失的影响,设计了一种降温-降噪一体化的喷淋式废气处理装置,主要工作和结论如下:(1)采用FLUENT软件对平板式阻火器进行了火焰淬熄和气体流动数值模拟,研究了平板间隙、阻火层厚度和扩张腔直径对平板式阻火器的阻火性能和压力损失的影响。结果表明:平板式阻火器中气体流动和阻火性能同时达到最好时,阻火层厚度为50mm,平板间隙尺寸为0.25mm,扩张腔直径为入口直径的2.5~3倍;(2)采用FLUENT软件对水浴式废气处理箱进行了三维数值模拟,并采用FLUENT+Virtual.Lab Acoustics的方法分析了水浴式废气处理箱存在温度场时的声学特性。结果表明:该水浴式废气处理箱具有良好的降温能力和一定消声作用,对低频段消声作用较好,但压力损失较大;(3)基于抗式消声器设计原理,设计了一种降温-降噪一体化的喷淋式废气处理装置。采用FLUENT模拟了喷淋式废气处理装置内部换热流场。结果表明:喷淋式废气处理装置入口管布置8个喷嘴,内插管取282mm时,降温能力满足要求,压力损失仅为水浴式废气处理箱压力损失的1/5;(4)采用Virtual.Lab Acoustics分别模拟了喷淋式废气处理装置在内部流体静止和流速为40m/s情况下的声压分布;采用FLUENT+Virtual.Lab Acoustics的方法分析喷淋式废气处理装置存在温度梯度影响的声压分布,研究了其降噪性能。结果表明:喷淋式废气处理装置具有良好的降噪性能,内部流体的流动几乎不影响其消除噪声能力;喷淋式废气处理装置内部存在温度梯度时,提高了中频段的降噪能力,平均传递损失约为水浴式废气处理箱的2.5倍,整体降噪能力更好。