基于CFD的水平移動式拋丸機(jī)回收系統(tǒng)的優(yōu)化研究
發(fā)布時間:2021-11-29 06:11
水平移動式拋丸機(jī)作為一種新興的表面清理機(jī)械,將拋丸工藝的應(yīng)用從零部件表面處理拓展到公路養(yǎng)護(hù)、船體除銹、機(jī)場跑道除膠等各種領(lǐng)域。與其他清理維護(hù)設(shè)備相比,在經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性,以及工作效率等方面,移動式拋丸設(shè)備都有巨大的優(yōu)勢。本文對水平移動式拋丸機(jī)彈丸回收系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化研究,重點(diǎn)分析了回收系統(tǒng)的兩個重要參數(shù):分離效率和壓力損失,及其影響因素。分離效率直接關(guān)系到拋丸機(jī)的清理效果和使用壽命;壓力損失則直接影響拋丸機(jī)的工作效率。拋丸機(jī)的回收系統(tǒng)基于氣力輸送理論進(jìn)行設(shè)計,它利用高速氣流攜帶彈丸和雜質(zhì)的混合物在密閉的管道內(nèi)流動,在回收室內(nèi)完成彈丸的分離和回收。氣力輸送即管道內(nèi)部的氣固兩相流運(yùn)動,本文利用流體力學(xué)、經(jīng)典力學(xué)理論以及部分經(jīng)驗(yàn)公式對顆粒運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行了分析,并設(shè)計了裝置外形和工作參數(shù)。同時結(jié)合計算流體力學(xué)理論,借助Fluent軟件對管道內(nèi)部的流場、顆粒相的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行了分析,并計算出回收效率、壓力損失等系統(tǒng)重要參數(shù)作為設(shè)計參考。
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
拋丸機(jī)應(yīng)用的工作現(xiàn)場
圖 1.3 回收室及分離裝置外形1.2.2 分離裝置參數(shù)分離裝置的兩個最重要參數(shù)是分離效率和壓力損失。分離效率是衡量分離裝置工作能力的重要指標(biāo),它表征了裝置回收有效顆粒的能力,通常用質(zhì)量分離效率表示。分離效率定義如下:00 0100%QHW WWW Wη = = ×(1-1)其中:0W ——單位時間內(nèi)進(jìn)入運(yùn)輸管道內(nèi)總的顆粒質(zhì)量,mg;QW ——單位時間從清除管道排除的顆粒質(zhì)量,mg;HW ——單位時間進(jìn)入回收室內(nèi)的顆粒質(zhì)量,mg。壓力是能量的一種形式,氣體和物料在管道內(nèi)運(yùn)輸?shù)倪^程中與管壁產(chǎn)生摩擦,為了克服這種摩擦而繼續(xù)流動,就要消耗能量,表現(xiàn)為壓力損失,壓力損失是衡量分離裝置
| | ( )8DpD p pC u u u uρ 1221221.62 ( ) | |10.172 ( | |)| | ( )8p pSpDpD p pdud u uF dydudF ddyC u u u uμρπ νρ = = vv vv(2-33)30 02001( )exp( )12( )1 exp( )| | ( )8pvm vmD pDD p pdudut tdF Ft tdt dtF dFtC u u u utπ ρπρ = = (2-34)式中,2 400( )36pvmDFdF tρμ= 。回收分離系統(tǒng)中,空氣密度為31.18 Kg /m ,鋼制彈丸密度為3 37.85 × 10 Kg /m,所以pρ >> ρ,根據(jù)以上量級比較的結(jié)果,彈丸所受到的慣性力iF 、浮力bF 、虛擬質(zhì)量力vmF和壓力梯度力pF 相對于自身重力,對顆粒運(yùn)動的影響非常微小,可以忽略不計。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮Magnus力的高爾夫球射程[J]. 鞠衍清,張風(fēng)雷. 大學(xué)物理. 2008(05)
[2]磨料水射流中磨料顆粒的受力分析[J]. 王明波,王瑞和. 中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(04)
[3]兩相流體力學(xué)研究綜述[J]. 趙殿甲. 煤炭技術(shù). 2006(07)
[4]拋丸除銹機(jī)護(hù)板的技術(shù)改進(jìn)[J]. 馮瑾. 齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報. 2004(04)
[5]漫談氣力輸送系統(tǒng)[J]. 陳宜民,楊輝. 力學(xué)與實(shí)踐. 2004(03)
[6]直接數(shù)值模擬三維氣固兩相混合層中顆粒與流體的雙向耦合[J]. 樊建人,羅坤,金晗輝,岑可法. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2003(04)
[7]Basset力研究進(jìn)展與應(yīng)用分析[J]. 由長福,祁海鷹,徐旭常. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2002(02)
[8]磁風(fēng)選分離器[J]. 王風(fēng)剛. 中國鑄造裝備與技術(shù). 2000(02)
[9]彈丸流量對拋丸成形影響的試驗(yàn)研究[J]. 尚建勤. 航空制造技術(shù). 2000(02)
[10]Basset力對顆粒運(yùn)動的影響[J]. 劉小兵,程良駿. 四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 1996(02)
本文編號:3525995
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
拋丸機(jī)應(yīng)用的工作現(xiàn)場
圖 1.3 回收室及分離裝置外形1.2.2 分離裝置參數(shù)分離裝置的兩個最重要參數(shù)是分離效率和壓力損失。分離效率是衡量分離裝置工作能力的重要指標(biāo),它表征了裝置回收有效顆粒的能力,通常用質(zhì)量分離效率表示。分離效率定義如下:00 0100%QHW WWW Wη = = ×(1-1)其中:0W ——單位時間內(nèi)進(jìn)入運(yùn)輸管道內(nèi)總的顆粒質(zhì)量,mg;QW ——單位時間從清除管道排除的顆粒質(zhì)量,mg;HW ——單位時間進(jìn)入回收室內(nèi)的顆粒質(zhì)量,mg。壓力是能量的一種形式,氣體和物料在管道內(nèi)運(yùn)輸?shù)倪^程中與管壁產(chǎn)生摩擦,為了克服這種摩擦而繼續(xù)流動,就要消耗能量,表現(xiàn)為壓力損失,壓力損失是衡量分離裝置
| | ( )8DpD p pC u u u uρ 1221221.62 ( ) | |10.172 ( | |)| | ( )8p pSpDpD p pdud u uF dydudF ddyC u u u uμρπ νρ = = vv vv(2-33)30 02001( )exp( )12( )1 exp( )| | ( )8pvm vmD pDD p pdudut tdF Ft tdt dtF dFtC u u u utπ ρπρ = = (2-34)式中,2 400( )36pvmDFdF tρμ= 。回收分離系統(tǒng)中,空氣密度為31.18 Kg /m ,鋼制彈丸密度為3 37.85 × 10 Kg /m,所以pρ >> ρ,根據(jù)以上量級比較的結(jié)果,彈丸所受到的慣性力iF 、浮力bF 、虛擬質(zhì)量力vmF和壓力梯度力pF 相對于自身重力,對顆粒運(yùn)動的影響非常微小,可以忽略不計。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮Magnus力的高爾夫球射程[J]. 鞠衍清,張風(fēng)雷. 大學(xué)物理. 2008(05)
[2]磨料水射流中磨料顆粒的受力分析[J]. 王明波,王瑞和. 中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(04)
[3]兩相流體力學(xué)研究綜述[J]. 趙殿甲. 煤炭技術(shù). 2006(07)
[4]拋丸除銹機(jī)護(hù)板的技術(shù)改進(jìn)[J]. 馮瑾. 齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報. 2004(04)
[5]漫談氣力輸送系統(tǒng)[J]. 陳宜民,楊輝. 力學(xué)與實(shí)踐. 2004(03)
[6]直接數(shù)值模擬三維氣固兩相混合層中顆粒與流體的雙向耦合[J]. 樊建人,羅坤,金晗輝,岑可法. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2003(04)
[7]Basset力研究進(jìn)展與應(yīng)用分析[J]. 由長福,祁海鷹,徐旭常. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2002(02)
[8]磁風(fēng)選分離器[J]. 王風(fēng)剛. 中國鑄造裝備與技術(shù). 2000(02)
[9]彈丸流量對拋丸成形影響的試驗(yàn)研究[J]. 尚建勤. 航空制造技術(shù). 2000(02)
[10]Basset力對顆粒運(yùn)動的影響[J]. 劉小兵,程良駿. 四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 1996(02)
本文編號:3525995
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