【摘要】：掃路車是一種利用負(fù)壓工作的新型城市環(huán)保機(jī)械,而決定掃路車吸塵性能的關(guān)鍵在于吸嘴工作時(shí)除塵效率的高低。本文結(jié)合校企合作項(xiàng)目“6t干式掃路車研發(fā)和干式掃路車除塵技術(shù)研究”和“16t干濕兩用掃路車整車設(shè)計(jì)”,對(duì)反吹式吸嘴擴(kuò)展區(qū)的結(jié)構(gòu)尺寸及其參數(shù)對(duì)流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果的影響展開了研究,得到了最佳的反吹式吸嘴擴(kuò)展區(qū)結(jié)構(gòu)。提出了反吹式吸嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)中吸塵口直徑、吸塵口傾角和前擋板傾角對(duì)前進(jìn)氣面平均風(fēng)速影響的回歸方程,及其運(yùn)行參數(shù)中反吹風(fēng)量、系統(tǒng)壓降和行駛速度對(duì)除塵效率影響的回歸方程,并結(jié)合回歸方程確定了反吹式吸嘴的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)組合。具體工作如下:結(jié)合反吹式吸嘴自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)反吹式吸嘴CFD模擬計(jì)算過程中擴(kuò)展區(qū)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了研究分析。結(jié)果表明,擴(kuò)展區(qū)參數(shù)對(duì)仿真計(jì)算結(jié)果有一定的影響,且各個(gè)參數(shù)間均存在相應(yīng)閾值,若設(shè)置的結(jié)構(gòu)參數(shù)大于對(duì)應(yīng)閾值,則計(jì)算結(jié)果不受影響。擴(kuò)展區(qū)有無轉(zhuǎn)角對(duì)反吹式吸嘴流場(chǎng)分布特性影響不大,如有高精度計(jì)算要求,可選用有轉(zhuǎn)角擴(kuò)展區(qū)來進(jìn)行模擬計(jì)算。實(shí)際工程中,為了減少網(wǎng)格計(jì)算量及縮短計(jì)算時(shí)間,建議選擇無轉(zhuǎn)角擴(kuò)展區(qū)模型�；谝汛_定的擴(kuò)展區(qū)結(jié)構(gòu),對(duì)比分析了反吹式吸嘴流道模型的非結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)網(wǎng)格離散化處理結(jié)果,同時(shí)得知壁面函數(shù)對(duì)反吹式吸嘴內(nèi)部流場(chǎng)計(jì)算有一定影響,并確定了Scalable wall functions壁面函數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果的穩(wěn)健性。在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)地介紹了反吹式吸嘴模擬計(jì)算方法,并結(jié)合企業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了初步驗(yàn)證,確定了模型處理的可行性。討論了固相中的塵粒及大顆物粒的吸拾條件,并計(jì)算得出不同粒徑下塵粒及大粒徑物體的起動(dòng)速度關(guān)系,為反吹式吸嘴的設(shè)計(jì)提供了理論參考。分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)中吸塵口直徑、吸塵口傾斜角度和前擋板傾斜角度對(duì)吸嘴前進(jìn)氣平均速度的影響。結(jié)合均勻設(shè)計(jì)和多元回歸分析對(duì)三個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分析,研究表明該結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)吸塵性能有一定影響,且各因素對(duì)吸塵性能的影響主次順序?yàn)槲鼔m口直徑影響最大,前擋板傾斜角度其次,吸塵口傾斜角度最小;結(jié)構(gòu)參數(shù)交互作用影響中,吸塵口直徑和前擋板傾斜角度的交互作用影響最大,其次是吸塵口傾斜角度和前擋板傾斜角度的交互作用,吸塵口直徑及其傾斜角度的交互作用較弱,可忽略不計(jì);綜合各參數(shù)特點(diǎn),提出結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案,同時(shí)建立虛擬樣機(jī)驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)的可行性。除塵性能的提高包括“結(jié)構(gòu)參數(shù)+運(yùn)行參數(shù)”,以最優(yōu)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),配合反吹式吸嘴的反吹風(fēng)量、系統(tǒng)壓降和行駛速度三個(gè)運(yùn)行參數(shù),結(jié)合均勻優(yōu)化設(shè)計(jì)和多元回歸分析方法得出運(yùn)行參數(shù)對(duì)總除塵效率影響的回歸方程。分析結(jié)果表明三個(gè)運(yùn)行參數(shù)均對(duì)反吹式吸嘴的吸塵性能有一定的影響,其中反吹風(fēng)量影響最為顯著;因素交互影響中,反吹風(fēng)量和行駛速度的交互作用對(duì)吸塵性能影響最大,其次是反吹風(fēng)量和系統(tǒng)壓降的交互作用,系統(tǒng)壓降及行駛速度的交互作用較弱,可忽略不計(jì);綜合考慮各運(yùn)行參數(shù)的特點(diǎn),提出運(yùn)行參數(shù)最佳配合方案,同時(shí)結(jié)合所建的虛擬樣機(jī)進(jìn)行了運(yùn)行參數(shù)模擬驗(yàn)證,效果較為顯著。為了驗(yàn)證構(gòu)建的虛擬樣機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)及除塵效率計(jì)算的準(zhǔn)確性,進(jìn)行樣機(jī)試制和試驗(yàn)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果和CFD仿真結(jié)果一致性較好,說明了運(yùn)用CFD技術(shù)進(jìn)行反吹式吸嘴吸塵性能的優(yōu)化研究是一種有效的方法,同時(shí)為反吹式吸嘴的設(shè)計(jì)提供了參考。
【圖文】：

國(guó)外部分掃路車品牌及產(chǎn)品型號(hào)

(b) SCARAB—MAGNUM PLUS圖 1-2 SCARAB 公司模塊化設(shè)計(jì)產(chǎn)品塵性能作為衡量其作業(yè)效果的好壞的指標(biāo)，，一直是掃路車產(chǎn)路車除塵效率方面，國(guó)外的產(chǎn)品具有較大的優(yōu)勢(shì)，其主要體
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.691

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本文編號(hào)：2585066