潜孔钻机捕尘罩流场与结构优化

发布时间：2020-01-23 23:40

【摘要】：摘要：潜孔钻机捕尘罩是除尘系统的重要部件,目前国内捕尘罩在实际工作中存在严重的泄漏问题。为减少粉尘污染,提高捕集效率,结合湖南省科技计划重点项目“一体化液压潜孔钻机”,本文以SWDE120型潜孔钻机捕尘罩为研究对象,系统地研究捕尘罩内部流场以及结构参数对捕尘罩的影响。通过pro/e软件建立潜孔钻机捕尘罩的简化实体模型,模拟捕尘罩内部复杂流场,运用计算流体动力学CFD软件Fluent设置模型的计算域网格和湍流模型,对捕尘罩气相流场进行数值模拟分析。对捕尘罩的不同结构参数(筒体高度H、筒体直径D3、排气管倾角A、排气管直径D4和捕尘罩偏移量L)运用仿真软件进行数值模拟分析,研究结构参数与捕集效率之间的关系；以降低捕尘罩的泄漏比例为目的,通过matlab软件运用仿真数据建立多项式回归方程,利用fmincon函数多目标优化求解得出优化结果。针对捕尘罩内气-固两相的捕集性能进行研究,建立优化后的实体模型,采用相间耦合的DPM模型,通过欧拉-拉格朗日模拟方法研究粉尘颗粒在捕尘罩内的分布及运动规律,并研究颗粒参数与操作参数对捕集性能的影响,研究表明随着颗粒浓度与颗粒粒径的增大,捕集效率都逐渐降低。以SWDE120型潜孔钻机除尘系统为试验平台,在除尘系统气密性良好的条件下进行试验,结果表明不同颗粒浓度对捕集性能的影响规律与数值模拟结果基本一致,有效验证了数值模拟的正确性。
【图文】：

原理图,干式除尘系统,潜孔钻机,封孔器

由旋风除尘器进行一级除尘过滤，精细颗粒由脉冲喷吹袋式除尘器进行二次除尘过滤，最终达到除尘、提高工作环境的效果，系统原理图如下图1-2所示[8]。拉气t JAsJ 避H V—0捕尘罩旋风除尘器袋式除尘器图1-2潜孔钻机干式除尘系统原理1.2.2潜孔钻机除尘系统的组成结构(1)捕尘罩捕尘罩采用自阻力封孔器，封孔器由橡胶软罩、吸尘罩、隔尘租垫、封孔器机体、随钻杆转动体、紧固把手、预紧装置以及导尘口等组成。当工作时，先将封孔器机体套在潜孔钻机的钻杆上，梓动紧固把手，拉紧把手顶紧夹紧装置，从而增大封孔器与钻杆的紧实程度，其紧固程度以封孔器在钻杆上不能自行滑动，但可以手动推动为止。换句话说，钻杆在不断推进的同时，借助其与封孔器之间的自然阻力，确保封孔器橡胶软套始终紧贴岩壁，粉尘既不会泄漏飞扬，又不影响钻杆钻进。但是由于钻杆工作时的晃动与旋转，封孔器与钻杆的摩擦造成挡板内径扩大

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非结构网格中，节点的位置无法用一个固然生成过程比较复杂，但却有着极好的适问题特别有效。由于本文研究对象的复杂型的几何表达形式，也是模拟与分析的载体。有重要的影响。网格生成的实质是物理求物理域与计算域间的转换应满足下述基本格使物理求解域上的计算节点与计算求解理对应关系不确定的多重映射节点。格能够准确反映求解域的复杂几何边界形域上的网格应连续光滑求导，保证控制方存在性、连续性。网格中出现的尖点、突跃密易于控制，能够在气动参数变化剧烈的在气动参数变化平缓的位置拉疏网格。
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD714.4

【参考文献】