【摘要】：如何經(jīng)濟、高效地清除城市道路、機場跑道和公路等路(道)面冰雪,是保障季凍氣候和冰雪天氣中交通暢通的一個難題。針對這種情況,本文在分析了現(xiàn)有去除道路覆冰的方法存在不足的基礎(chǔ)上,綜合熱力除冰、機械除冰與化學(xué)除冰技術(shù),提出熱力射流-機械銑削復(fù)合融除冰技術(shù)。經(jīng)除冰技術(shù)方案設(shè)計、技術(shù)探索、試驗研究、樣機開發(fā),得到大量理論和試驗數(shù)據(jù),為今后進一步的研究開發(fā)提供必要的技術(shù)支持。本文主要研究內(nèi)容如下：(1)在研究國內(nèi)外現(xiàn)有融除冰技術(shù)與設(shè)備發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀、路面覆冰的結(jié)構(gòu)特性的基礎(chǔ)上,提出熱力射流-機械銑削復(fù)合融除路面覆冰技術(shù),探索了其工作原理,并設(shè)計制作相關(guān)的除冰試驗裝置。(2)熱力射流融除冰裝置試驗研究。研究熱力射流融除冰機理,為裝置進行試驗研究提供理論支撐。運用ANSYS FLUENT流體分析軟件對不同形狀噴嘴的射流流場進行仿真試驗分析,選取最佳噴嘴進行試驗。分別對射流壓力、噴嘴孔徑、靶距、射流噴嘴入射角、溫度等融除冰主要影響因素進行了理論研究和仿真試驗分析,選取最佳參數(shù)對熱射流除冰裝置進行優(yōu)化設(shè)計。(3)機械銑削除冰的研究分析。對常用的機械除冰技術(shù)進行適應(yīng)性、刀具受力及冰雪清除能力進行研究分析,設(shè)計制作機械銑削除冰裝置。建立銑削除冰模型,進行除冰刀具受力分析和除冰刀具角度試驗研究,選取最佳除冰刀具角度：利用ANSYS對除冰刀具進行受力和變形有限元分析,保證其強度要求。最后進行相關(guān)除冰作業(yè)試驗,驗證其除冰性能。(4)設(shè)計制作熱力射流-機械銑削復(fù)合融除冰裝置室內(nèi)樣機,進行相關(guān)的試驗研究分析,證明了熱水射流-機械復(fù)合路面除冰技術(shù)的可行性,并探討了該技術(shù)的市場應(yīng)用前景。試驗證明,熱水射流-機械復(fù)合路面融除冰技術(shù)是合理、可行的,對克服冰雪路面的障礙,保障道路暢通,提高行車安全性具有重要的意義,推廣應(yīng)用前景廣闊。
[Abstract]:How to economically and efficiently clear the snow and ice on urban roads, airport runways and highways is a difficult problem to ensure the smooth traffic in seasonal frozen climate and ice and snow weather. In view of this situation, based on the analysis of the shortcomings of the existing methods for removing road icing, the combined melting and deicing technology of thermal jet and mechanical milling is put forward by integrating thermal deicing, mechanical deicing and chemical deicing technology. Through deicing technical scheme design, technical exploration, experimental research and prototype development, a large number of theoretical and experimental data are obtained, which provides necessary technical support for further research and development. The main contents of this paper are as follows: (1) based on the research on the present development and application of deicing technology and equipment at home and abroad and the structure characteristics of pavement icing, the thermal jet and mechanical milling composite melting and deicing technology is proposed. The working principle is explored and the related deicing test device is designed and manufactured. (2) the experimental study on the deicing device with thermal jet melting. The mechanism of melting and deicing by thermal jet is studied, which provides theoretical support for the experimental study of the device. ANSYS FLUENT fluid analysis software was used to simulate the jet flow field of different shape nozzles, and the optimum nozzle was selected for the test. The main influencing factors of melt deicing, such as jet pressure, nozzle aperture, target distance, jet nozzle incidence angle, temperature and so on, are studied theoretically and simulated. The optimum parameters are selected to optimize the deicing device of hot jet. (3) the research and analysis of mechanical milling deicing. The common mechanical deicing technology was studied and analyzed, and the mechanical milling deicing device was designed and made. The model of deicing was established, and the stress analysis of deicing tool and the experimental study of deicing tool angle were carried out. The optimum deicing tool angle was selected. The stress and deformation of deicing cutter were analyzed by using ANSYS to ensure the strength requirement. Finally, the relevant deicing operation test was carried out to verify its deicing performance. (4) the indoor prototype of the thermal jet / mechanical milling composite deicing device was designed and manufactured, and the related experimental research and analysis were carried out. The feasibility of deicing technology of hot water jet and mechanical composite pavement is proved, and the market application prospect of this technology is discussed. The test shows that the ice-melting and deicing technology of hot water jet-mechanical composite pavement is reasonable and feasible. It is of great significance to overcome the obstacles of ice and snow pavement, to ensure the smooth flow of roads and to improve the safety of driving. It has a broad prospect of popularization and application.
【學(xué)位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U418.326

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本文編號：2165518