基于CFD的水平移动式抛丸机回收系统的优化研究
发布时间：2021-11-29 06:11
水平移动式抛丸机作为一种新兴的表面清理机械,将抛丸工艺的应用从零部件表面处理拓展到公路养护、船体除锈、机场跑道除胶等各种领域。与其他清理维护设备相比,在经济性、环保性,以及工作效率等方面,移动式抛丸设备都有巨大的优势。本文对水平移动式抛丸机弹丸回收系统进行了优化研究,重点分析了回收系统的两个重要参数:分离效率和压力损失,及其影响因素。分离效率直接关系到抛丸机的清理效果和使用寿命;压力损失则直接影响抛丸机的工作效率。抛丸机的回收系统基于气力输送理论进行设计,它利用高速气流携带弹丸和杂质的混合物在密闭的管道内流动,在回收室内完成弹丸的分离和回收。气力输送即管道内部的气固两相流运动,本文利用流体力学、经典力学理论以及部分经验公式对颗粒运动规律进行了分析,并设计了装置外形和工作参数。同时结合计算流体力学理论,借助Fluent软件对管道内部的流场、颗粒相的运动规律进行了分析,并计算出回收效率、压力损失等系统重要参数作为设计参考。
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
抛丸机应用的工作现场
图 1.3 回收室及分离装置外形1.2.2 分离装置参数分离装置的两个最重要参数是分离效率和压力损失。分离效率是衡量分离装置工作能力的重要指标，它表征了装置回收有效颗粒的能力，通常用质量分离效率表示。分离效率定义如下：00 0100%QHW WWW Wη = = ×（1-1）其中：0W ——单位时间内进入运输管道内总的颗粒质量，mg；QW ——单位时间从清除管道排除的颗粒质量，mg；HW ——单位时间进入回收室内的颗粒质量，mg。压力是能量的一种形式，气体和物料在管道内运输的过程中与管壁产生摩擦，为了克服这种摩擦而继续流动，就要消耗能量，表现为压力损失，压力损失是衡量分离装置
| | ( )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= 。回收分离系统中，空气密度为31.18 Kg /m ，钢制弹丸密度为3 37.85 × 10 Kg /m，所以pρ >> ρ，根据以上量级比较的结果，弹丸所受到的惯性力iF 、浮力bF 、虚拟质量力vmF和压力梯度力pF 相对于自身重力，对颗粒运动的影响非常微小，可以忽略不计。
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑Magnus力的高尔夫球射程[J]. 鞠衍清,张风雷. 大学物理. 2008(05)
[2]磨料水射流中磨料颗粒的受力分析[J]. 王明波,王瑞和. 中国石油大学学报(自然科学版). 2006(04)
[3]两相流体力学研究综述[J]. 赵殿甲. 煤炭技术. 2006(07)
[4]抛丸除锈机护板的技术改进[J]. 冯瑾. 齐齐哈尔大学学报. 2004(04)
[5]漫谈气力输送系统[J]. 陈宜民,杨辉. 力学与实践. 2004(03)
[6]直接数值模拟三维气固两相混合层中颗粒与流体的双向耦合[J]. 樊建人,罗坤,金晗辉,岑可法. 中国电机工程学报. 2003(04)
[7]Basset力研究进展与应用分析[J]. 由长福,祁海鹰,徐旭常. 应用力学学报. 2002(02)
[8]磁风选分离器[J]. 王风刚. 中国铸造装备与技术. 2000(02)
[9]弹丸流量对抛丸成形影响的试验研究[J]. 尚建勤. 航空制造技术. 2000(02)
[10]Basset力对颗粒运动的影响[J]. 刘小兵,程良骏. 四川工业学院学报. 1996(02)
本文编号：3525995
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
抛丸机应用的工作现场
图 1.3 回收室及分离装置外形1.2.2 分离装置参数分离装置的两个最重要参数是分离效率和压力损失。分离效率是衡量分离装置工作能力的重要指标，它表征了装置回收有效颗粒的能力，通常用质量分离效率表示。分离效率定义如下：00 0100%QHW WWW Wη = = ×（1-1）其中：0W ——单位时间内进入运输管道内总的颗粒质量，mg；QW ——单位时间从清除管道排除的颗粒质量，mg；HW ——单位时间进入回收室内的颗粒质量，mg。压力是能量的一种形式，气体和物料在管道内运输的过程中与管壁产生摩擦，为了克服这种摩擦而继续流动，就要消耗能量，表现为压力损失，压力损失是衡量分离装置
| | ( )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= 。回收分离系统中，空气密度为31.18 Kg /m ，钢制弹丸密度为3 37.85 × 10 Kg /m，所以pρ >> ρ，根据以上量级比较的结果，弹丸所受到的惯性力iF 、浮力bF 、虚拟质量力vmF和压力梯度力pF 相对于自身重力，对颗粒运动的影响非常微小，可以忽略不计。
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑Magnus力的高尔夫球射程[J]. 鞠衍清,张风雷. 大学物理. 2008(05)
[2]磨料水射流中磨料颗粒的受力分析[J]. 王明波,王瑞和. 中国石油大学学报(自然科学版). 2006(04)
[3]两相流体力学研究综述[J]. 赵殿甲. 煤炭技术. 2006(07)
[4]抛丸除锈机护板的技术改进[J]. 冯瑾. 齐齐哈尔大学学报. 2004(04)
[5]漫谈气力输送系统[J]. 陈宜民,杨辉. 力学与实践. 2004(03)
[6]直接数值模拟三维气固两相混合层中颗粒与流体的双向耦合[J]. 樊建人,罗坤,金晗辉,岑可法. 中国电机工程学报. 2003(04)
[7]Basset力研究进展与应用分析[J]. 由长福,祁海鹰,徐旭常. 应用力学学报. 2002(02)
[8]磁风选分离器[J]. 王风刚. 中国铸造装备与技术. 2000(02)
[9]弹丸流量对抛丸成形影响的试验研究[J]. 尚建勤. 航空制造技术. 2000(02)
[10]Basset力对颗粒运动的影响[J]. 刘小兵,程良骏. 四川工业学院学报. 1996(02)
本文编号：3525995
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