發(fā)布時間：2017-09-16 06:10

  本文關鍵詞：輕型掃路車除塵箱流場模擬與氣流分布優(yōu)化

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【摘要】：掃路車作為城市環(huán)衛(wèi)的重要設備,在各個城市的應用越來越廣泛。除塵箱作為掃路車除塵系統(tǒng)的關鍵部件,其工作性能直接影響掃路車的除塵效率。本文以某輕型掃路車為研究對象,從除塵箱內(nèi)流場氣流分布均勻性、顆粒相沉積規(guī)律以及流量分配等三個方面進行了研究。首先,根據(jù)輕型掃路車除塵箱的結(jié)構(gòu)參數(shù),建立了除塵箱仿真模型。通過調(diào)整計算模型全局網(wǎng)格尺寸以控制網(wǎng)格數(shù)量,經(jīng)過反復比對分析,直至相鄰兩次計算結(jié)果誤差在5%以內(nèi),得到計算模型全局網(wǎng)格尺寸和對應網(wǎng)格數(shù)量,保證了計算域模型的準確性和可靠性。其次,通過CFD數(shù)值仿真的方式對除塵箱內(nèi)部氣固兩相流動進行模擬,分析了流場內(nèi)氣流速度分布和離散相顆粒分布特征。結(jié)果表明:隨著進風口流量的增大,不同粒徑顆粒之間的滯留時間差異性隨之減小,各濾筒的流量標準偏差也隨之增大。由于射流現(xiàn)象的存在,除塵箱氣流紊亂程度增大,側(cè)壁面處氣流速度升高,氣流分布不均勻。再次,選取斜板導流板作為除塵箱氣流均布裝置,用為改善除塵箱流場氣流分布。以均勻設計方法為基礎,以不均勻度為試驗指標,通過多元回歸分析,構(gòu)建了試驗指標與斜板導流板結(jié)構(gòu)參數(shù)的回歸模型。以回歸模型為基礎,分析得到各個結(jié)構(gòu)參數(shù)對于不均勻度的影響主次以及除塵箱優(yōu)化方案。最后,根據(jù)得到的優(yōu)化方案,建立了優(yōu)化后的除塵箱仿真模型,并從濾筒中心速度分布、濾筒間隙氣流上升速度、顆粒滯留時間以及流量分配等多個方面分析比對優(yōu)化前后的除塵箱模型。結(jié)果表明:增設斜板導流板后的除塵箱模型的濾筒中心速度明顯減小,濾筒間隙氣流上升速度得到改善,最大速度由1.4m/s降低到0.7m/s左右;在20%風機風量下,同粒徑顆粒對應的平均滯留時間明顯減小,顆粒最大與最小滯留時間由3.3097s和2.5484s降低到3.2378s和2.0609s,顆粒物以較短時間被濾筒捕捉,提高了除塵箱的工作效率;在20%風機風量下除塵箱流量標準偏差均滿足了?15%偏差的一般設計要求。
【關鍵詞】：掃路車 兩相流 均勻試驗設計 CFD
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.691
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 掃路車發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展方向11-19
• 1.2.1 國外掃路車發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)掃路車發(fā)展現(xiàn)狀13-17
• 1.2.3 國內(nèi)掃路車發(fā)展方向17-19
• 1.3 本文的研究內(nèi)容19-20
• 第2章 除塵箱流場分析基礎理論與均勻設計法簡介20-38
• 2.1 除塵箱基本原理及其評價準則20-23
• 2.1.1 掃路車結(jié)構(gòu)及除塵箱工作原理20-22
• 2.1.2 氣流分布評價標準22-23
• 2.2 CFD數(shù)值求解模型的選擇23-29
• 2.2.1 湍流模型的選擇23-25
• 2.2.2 多相流模型的選擇25-28
• 2.2.3 多孔介質(zhì)理論28-29
• 2.3 均勻試驗設計方法及多元回歸分析29-36
• 2.3.1 均勻試驗設計基礎理論29-32
• 2.3.2 多元線性回歸模型32-33
• 2.3.3 多元線性回歸的顯著性檢驗33-35
• 2.3.4 最優(yōu)多元線性回歸模型35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 第3章 掃路車除塵箱氣固兩相流動數(shù)值模擬38-58
• 3.1 物理模型的構(gòu)建39-40
• 3.2 除塵箱計算模型的建立40-43
• 3.2.1 基本假設及模型簡化40
• 3.2.2 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分40-41
• 3.2.3 網(wǎng)格無關性分析41-43
• 3.3 初始條件及邊界條件的設置43-45
• 3.3.1 氣流相邊界條件43-44
• 3.3.2 離散相邊界條件44-45
• 3.4 求解控制參數(shù)的選擇45
• 3.5 除塵箱氣固兩相流動數(shù)值模擬結(jié)果及其分析45-57
• 3.5.1 氣流相流動特性45-48
• 3.5.2 濾筒中心速度分布48-49
• 3.5.3 濾筒間隙氣流上升速度分布49-51
• 3.5.4 離散相顆粒運動特性51-53
• 3.5.5 顆粒滯留時間分析53-55
• 3.5.6 流量分配特性55-57
• 3.6 本章小結(jié)57-58
• 第4章 基于均勻設計的除塵箱氣流分布優(yōu)化58-82
• 4.1 除塵箱氣流分布改進方案的選擇58-59
• 4.2 除塵箱斜板導流板結(jié)構(gòu)參數(shù)的均勻設計方法59-63
• 4.2.1 斜板導流板結(jié)構(gòu)參數(shù)均勻設計指標60
• 4.2.2 均勻設計因素及其水平的選取60-61
• 4.2.3 均勻設計表的確定61-62
• 4.2.4 斜板導流板結(jié)構(gòu)參數(shù)均勻設計方案62-63
• 4.3 均勻設計結(jié)果與回歸分析63-71
• 4.3.1 回歸模型的建立63-66
• 4.3.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)單因子效應分析66-68
• 4.3.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果68-69
• 4.3.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)單因子效應分析69-71
• 4.4 優(yōu)化方案氣固兩相數(shù)值模擬結(jié)果及其分析71-79
• 4.4.1 氣流相流動特性71-72
• 4.4.2 濾筒中心速度分布72-74
• 4.4.3 濾筒間隙氣流上升速度分布74-76
• 4.4.4 顆粒滯留時間分析76-78
• 4.4.5 流量分配特性78-79
• 4.5 本章小結(jié)79-82
• 第5章 總結(jié)與展望82-84
• 5.1 總結(jié)82-83
• 5.2 展望83-84
• 參考文獻84-90
• 作者簡介及在學期間所取得的科研成果90-92
• 致謝92

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本文編號：861319