新型自清洗过滤器的设计与研究

发布时间：2017-07-20 11:16

  本文关键词：新型自清洗过滤器的设计与研究

  更多相关文章： 反冲洗 过滤器 管道式水力叶轮 STAR CCM+

【摘要】：水污染和油液污染是社会发展过程中所产生的问题,水质的好坏直接关系到人们的日常生活,而油液的质量则会对液压系统的稳定性产生影响。研制出高效节能的过滤器是社会发展的必然要求。本文针对船舶压载水处理系统设计了一种新型的自清洗过滤器。在过滤器内部,多个滤芯同时工作,过滤面积大、效率高。过滤器以反冲洗方式进行自清洗。在清洗过程中,利用超声波空化效应增强清洗效果。自清洗装置将压载水系统的供水水压作为动力源,实现了能量的合理利用,同时又达到了节能环保无污染的目的。本文根据过滤器的工作原理完成了自清洗过滤器的结构设计,并在solidworks中完成了零部件的三维建模和装配设计;对过滤机理进行了分析并通过理论计算得到了过滤器总压降;完成了过滤过程的模拟仿真。自清洗装置的驱动力来自管道式水力叶轮的输出转矩,自清洗装置的运行阻力来自冲洗臂在水中旋转时产生的阻力,所以叶轮的输出动力能否满足运行要求是本文研究的关键点。本文对冲洗臂在水中运动时的受力情况进行了分析,运用STAR CCM+软件计算冲洗臂在水中旋转时所受到的阻力;基于翼型升力法对管道式水力叶轮进行了设计,并在solidworks中完成叶轮的三维建模;借助STAR CCM+中的DFBI六自由度运动模型分析叶轮在水流压力作用下的动力性能;依据管道式水力叶轮的工作原理搭建了测定叶轮动力性能的试验平台,试验结果验证了仿真分析的正确性。本文提出了一种由水力驱动叶轮旋转带动自清洗装置运行的新型自清洗过滤器,完成了过滤器的结构设计、理论分析、模拟仿真和试验研究。
【关键词】：反冲洗 过滤器 管道式水力叶轮 STAR CCM+
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U664.92
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题的研究背景11-12
• 1.2 过滤技术及过滤设备的发展12-14
• 1.3 自清洗过滤器的发展现状14-19
• 1.3.1 自清洗过滤器的概述14-15
• 1.3.2 国内外发展现状15-19
• 1.4 课题的研究内容及研究方法19-21
• 第2章 新型自清洗过滤器的结构设计21-35
• 2.1 工作原理及结构特点21-22
• 2.2 结构部件设计22-27
• 2.3 传动系统设计27-28
• 2.4 超声波清洗装置的设计28-33
• 2.4.1 超声波换能器和发生器的选型28-29
• 2.4.2 超声波功率设计29
• 2.4.3 换能器的安装29-30
• 2.4.4 超声波声场均匀化30-33
• 2.5 自清洗过滤器的三维模型33-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第3章 过滤器压降计算35-49
• 3.1 过滤原理35-37
• 3.2 过滤器压降计算37-41
• 3.2.1 过滤介质压降计算38-39
• 3.2.2 过滤器滤饼压降计算39-41
• 3.3 过滤流动的模拟41-44
• 3.4 冲洗臂扭矩分析44-47
• 3.5 本章小结47-49
• 第4章 管道式水力叶轮的设计49-57
• 4.1 设计理论49
• 4.2 设计方法49-52
• 4.2.1 平面叶栅奇点法49-50
• 4.2.2 翼型升力法50-52
• 4.3 设计参数的选择52-55
• 4.4 三维建模55-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第5章 管道式水力叶轮的仿真分析57-69
• 5.1 CFD分析57-58
• 5.2 叶轮流场模型58-60
• 5.2.1 流场计算域的建立58-59
• 5.2.2 计算域的网格划分59-60
• 5.3 边界条件的设置60
• 5.4 结果分析60-68
• 5.4.1 流场分析60-62
• 5.4.2 不同轮缘间隙的流动分析62-65
• 5.4.3 性能分析65-68
• 5.5 本章小结68-69
• 第6章 管道式水力叶轮性能的测定试验69-75
• 6.1 试验目的69
• 6.2 试验平台的设计69-70
• 6.3 试验装置70-71
• 6.4 试验模型71-72
• 6.5 数据采集72-73
• 6.6 试验数据与分析73-74
• 6.7 试验小结74-75
• 第7章 总结与展望75-77
• 7.1 总结75-76
• 7.2 展望76-77
• 参考文献77-81
• 攻读学位期间发表的学术论文81-83
• 致谢83-84
• 详细摘要84-87

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本文编号：567755