新型多功能疏通车真空吸污系统设计与分析
发布时间：2021-11-04 09:28
近年来,疏通车等环卫机械在我国取得了较快的发展,除引进国外先进技术外,国内相关企业也相继自主开发出一系列单一功能吸污车和多功能疏通车,对城市的建设发挥了巨大的作用。尽管如此,相关设备的研发也仅仅是解决了国内从无到有的问题,产品普遍存在功能单一、成本高、作业效率低等问题。就疏通车真空吸污系统而言,其吸污效率的好坏直接关系到整车作业效率的高低,而系统相关设计参数的准确计算、相关零部件的良好选型、以及流体输送方式的合理选择都是决定系统作业效率高的前提条件。然而,常规型号疏通车在实际开发过程中,其计算、选型和设计过程往往依靠的是工程师们以往的经验,缺乏相关理论指导,常导致系统作业效率低、工作范围小等问题。本研究基于厦门理工学院、厦门威迪思汽车服务与设计有限公司、福建群峰机械有限公司联合开发的新型多功能疏通车项目,针对上述问题,分析真空吸污系统的工作原理和结构,根据其工作环境和技术要求,选择合适的真空系统和有效的污水输送技术方案,其中包括真空泵、真空污水罐等关键零部件的设计和选型。真空吸污系统相关设计参数对其作业效率的影响是上述各设备选型和结构设计的关键依据。本文通过对该系统的吸污过程进行研究和...
【文章来源】：厦门理工学院福建省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景与意义
1.2 国内外相关技术研究现状
1.2.1 真空抽料技术
1.2.2 真空排污气力输送技术
1.2.3 真空气液混合输送技术
1.3 研究目的和内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.4 本章小结
第二章 疏通车真空吸污系统组成及关键技术
2.1 真空吸污系统的组成及工作原理
2.1.1 整车布置及工作流程
2.1.2 真空吸污系统整体布置及工作流程
2.2 真空系统的组成
2.2.1 真空系统
2.2.2 真空抽气机组
2.3 真空吸污系统关键技术问题
2.4 设计计算理论问题
2.5 本章小结
第三章 真空吸污系统相关结构的设计与选型
3.1 真空污水罐罐体结构的设计
3.1.1 罐体整体结构设计
3.1.2 筒体结构设计
3.1.3 前端封头的设计
3.1.4 罐体后盖结构设计
3.1.5 罐体材料及其防腐处理
3.2 真空泵的选型和计算
3.2.1 主泵类型的确定
3.2.1.1 主泵类型确定原则
3.2.1.2 各类型真空泵工作压力适用范围
3.2.2 真空泵的选型
3.2.3 水环泵参数计算
3.2.4 水环泵的驱动装置
3.3 旋转吸污臂
3.3.1 臂架结构
3.3.2 液压回转马达的选型
3.4 真空吸污管
3.5 本章小结
第四章 真空吸污系统吸污模型数值计算
4.1 MATLAB软件介绍
4.2 真空吸污系统吸污数学模型
4.2.1 真空吸污系统真空抽气方程
4.2.2 真空泵有效抽速
4.2.3 气体流动状态的判别
4.2.3.1 气流从湍流向粘滞流的转变
4.2.3.2 粘滞流向分子流的转变
4.2.3.3 粘滞流的流导
4.3 吸污管中流体流动能量状态分析
4.4 低真空吸污系统吸污数学模型
4.5 模型求解
4.6 模型验证
4.7 主要设计参数对吸污效率的影响
4.7.1 真空泵抽气量规格的影响
4.7.2 吸污管管道材质以及管径的影响
4.7.3 抽吸深度的影响
4.7.4 污水中空气含量大小的影响
4.8 结果分析
4.9 本章小结
第五章 真空吸污管气液两相流流型转变机制的研究
5.1 流型研究意义
5.2 流型研究现状
5.3 气液两相流典型流型
5.4 流型图的绘制方法
5.5 气液两相流流型数值模拟方法
5.5.1 计算流体力学CFD
5.5.2 VOF基本控制方程
5.5.2.1 体积分数方程
5.5.2.2 动量守恒方程
5.5.3 湍流模型
5.5.4 界面处理模型
5.5.4.1 连续过渡处理
5.5.4.2 CSF连续表面张力模型
5.5.4.3 连续表面应力模型
5.5.4.4 PLIC分段线性界面重构
5.6 本章小结
第六章 吸污管通道气液两相流二维数值模拟
6.1 研究内容及研究目标
6.2 模型及求解设置
6.2.1 几何模型及边界条件
6.2.2 求解设置
6.3 吸污管通道气液两相流流动特性分析
6.3.1 两相流流型特征
6.3.2 两相流截面含气率特性
6.3.3 两相流速度变化曲线
6.3.4 两相流压降特性
6.4 液相速度对两相流流型转变的影响
6.5 两相流流型图及流型的转变
6.6 本章小结
结论与展望
1 主要结论
2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]真空预压负压分布规律模型试验研究[J]. 姜彦彬,何宁,许滨华,周彦章,张中流. 岩土工程学报. 2017(10)
[2]大管径不同井斜油水两相流流型数值模拟[J]. 边晓航,刘军锋,叶天明,张正超,许章,蔡红婷. 测井技术. 2016(04)
[3]虹吸管道水气两相流动过流能力的试验分析[J]. 张小莹,李琳,王梦婷,谭义海. 水资源与水工程学报. 2015(06)
[4]虹吸管气液两相流压降特性试验[J]. 张小莹,李琳,王梦婷,谭义海. 水利水电技术. 2015(11)
[5]真空管道水力特性试验研究[J]. 张小莹,李琳,王梦婷,谭义海. 水力发电. 2015(11)
[6]浅谈排水管道材料的选用标准[J]. 祝秋民. 黑龙江科技信息. 2015(19)
[7]一种吸深增程装置设计[J]. 王月岭,孔云红,刘英. 专用汽车. 2015(04)
[8]联合疏通车真空吸污过程分析及其Matlab仿真[J]. 盛金良,汪骏,朱金龙,刘幸福. 工程机械. 2015(02)
[9]负压(真空)排水流体摩擦阻力的计算分析与探讨[J]. 张健,聂璋义,李萌. 中国给水排水. 2012(24)
[10]垂直上升矩形流道内气液两相流流型图的数值模拟[J]. 赵艳明,潘良明,张文志. 核科学与工程. 2012(03)
博士论文
[1]节能型洁具真空吸排系统的研究[D]. 郭钟华.南京理工大学 2012
[2]基于计算流体力学的虹吸式流道形状优化设计[D]. 彭志威.湖南大学 2009
[3]真空排污系统输送机理及系统优化研究[D]. 段金明.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]标准化气力输送系统设计与实现[D]. 唐勇.华北电力大学 2015
[2]真空管道气液两相流动水力特性试验研究[D]. 王梦婷.新疆农业大学 2015
[3]负压抽吸联合手术切除在整形外科病例中的应用分析[D]. 任凤丽.山东大学 2012
[4]竖直矩形窄流道内气液两相流流动特性的数值模拟研究[D]. 赵艳明.重庆大学 2012
[5]真空排水在排水系统中的设计理论研究[D]. 陈丽琴.重庆大学 2011
[6]真空排水系统水力参数及关键设计的研究[D]. 温兴锁.华中科技大学 2011
[7]液罐车罐体有限元仿真分析及研究[D]. 端木凡峰.新疆农业大学 2010
[8]垂直上升管内气液两相流的三维仿真与实验研究[D]. 陈晨.天津大学 2009
本文编号：3475464
【文章来源】：厦门理工学院福建省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景与意义
1.2 国内外相关技术研究现状
1.2.1 真空抽料技术
1.2.2 真空排污气力输送技术
1.2.3 真空气液混合输送技术
1.3 研究目的和内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.4 本章小结
第二章 疏通车真空吸污系统组成及关键技术
2.1 真空吸污系统的组成及工作原理
2.1.1 整车布置及工作流程
2.1.2 真空吸污系统整体布置及工作流程
2.2 真空系统的组成
2.2.1 真空系统
2.2.2 真空抽气机组
2.3 真空吸污系统关键技术问题
2.4 设计计算理论问题
2.5 本章小结
第三章 真空吸污系统相关结构的设计与选型
3.1 真空污水罐罐体结构的设计
3.1.1 罐体整体结构设计
3.1.2 筒体结构设计
3.1.3 前端封头的设计
3.1.4 罐体后盖结构设计
3.1.5 罐体材料及其防腐处理
3.2 真空泵的选型和计算
3.2.1 主泵类型的确定
3.2.1.1 主泵类型确定原则
3.2.1.2 各类型真空泵工作压力适用范围
3.2.2 真空泵的选型
3.2.3 水环泵参数计算
3.2.4 水环泵的驱动装置
3.3 旋转吸污臂
3.3.1 臂架结构
3.3.2 液压回转马达的选型
3.4 真空吸污管
3.5 本章小结
第四章 真空吸污系统吸污模型数值计算
4.1 MATLAB软件介绍
4.2 真空吸污系统吸污数学模型
4.2.1 真空吸污系统真空抽气方程
4.2.2 真空泵有效抽速
4.2.3 气体流动状态的判别
4.2.3.1 气流从湍流向粘滞流的转变
4.2.3.2 粘滞流向分子流的转变
4.2.3.3 粘滞流的流导
4.3 吸污管中流体流动能量状态分析
4.4 低真空吸污系统吸污数学模型
4.5 模型求解
4.6 模型验证
4.7 主要设计参数对吸污效率的影响
4.7.1 真空泵抽气量规格的影响
4.7.2 吸污管管道材质以及管径的影响
4.7.3 抽吸深度的影响
4.7.4 污水中空气含量大小的影响
4.8 结果分析
4.9 本章小结
第五章 真空吸污管气液两相流流型转变机制的研究
5.1 流型研究意义
5.2 流型研究现状
5.3 气液两相流典型流型
5.4 流型图的绘制方法
5.5 气液两相流流型数值模拟方法
5.5.1 计算流体力学CFD
5.5.2 VOF基本控制方程
5.5.2.1 体积分数方程
5.5.2.2 动量守恒方程
5.5.3 湍流模型
5.5.4 界面处理模型
5.5.4.1 连续过渡处理
5.5.4.2 CSF连续表面张力模型
5.5.4.3 连续表面应力模型
5.5.4.4 PLIC分段线性界面重构
5.6 本章小结
第六章 吸污管通道气液两相流二维数值模拟
6.1 研究内容及研究目标
6.2 模型及求解设置
6.2.1 几何模型及边界条件
6.2.2 求解设置
6.3 吸污管通道气液两相流流动特性分析
6.3.1 两相流流型特征
6.3.2 两相流截面含气率特性
6.3.3 两相流速度变化曲线
6.3.4 两相流压降特性
6.4 液相速度对两相流流型转变的影响
6.5 两相流流型图及流型的转变
6.6 本章小结
结论与展望
1 主要结论
2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]真空预压负压分布规律模型试验研究[J]. 姜彦彬,何宁,许滨华,周彦章,张中流. 岩土工程学报. 2017(10)
[2]大管径不同井斜油水两相流流型数值模拟[J]. 边晓航,刘军锋,叶天明,张正超,许章,蔡红婷. 测井技术. 2016(04)
[3]虹吸管道水气两相流动过流能力的试验分析[J]. 张小莹,李琳,王梦婷,谭义海. 水资源与水工程学报. 2015(06)
[4]虹吸管气液两相流压降特性试验[J]. 张小莹,李琳,王梦婷,谭义海. 水利水电技术. 2015(11)
[5]真空管道水力特性试验研究[J]. 张小莹,李琳,王梦婷,谭义海. 水力发电. 2015(11)
[6]浅谈排水管道材料的选用标准[J]. 祝秋民. 黑龙江科技信息. 2015(19)
[7]一种吸深增程装置设计[J]. 王月岭,孔云红,刘英. 专用汽车. 2015(04)
[8]联合疏通车真空吸污过程分析及其Matlab仿真[J]. 盛金良,汪骏,朱金龙,刘幸福. 工程机械. 2015(02)
[9]负压(真空)排水流体摩擦阻力的计算分析与探讨[J]. 张健,聂璋义,李萌. 中国给水排水. 2012(24)
[10]垂直上升矩形流道内气液两相流流型图的数值模拟[J]. 赵艳明,潘良明,张文志. 核科学与工程. 2012(03)
博士论文
[1]节能型洁具真空吸排系统的研究[D]. 郭钟华.南京理工大学 2012
[2]基于计算流体力学的虹吸式流道形状优化设计[D]. 彭志威.湖南大学 2009
[3]真空排污系统输送机理及系统优化研究[D]. 段金明.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]标准化气力输送系统设计与实现[D]. 唐勇.华北电力大学 2015
[2]真空管道气液两相流动水力特性试验研究[D]. 王梦婷.新疆农业大学 2015
[3]负压抽吸联合手术切除在整形外科病例中的应用分析[D]. 任凤丽.山东大学 2012
[4]竖直矩形窄流道内气液两相流流动特性的数值模拟研究[D]. 赵艳明.重庆大学 2012
[5]真空排水在排水系统中的设计理论研究[D]. 陈丽琴.重庆大学 2011
[6]真空排水系统水力参数及关键设计的研究[D]. 温兴锁.华中科技大学 2011
[7]液罐车罐体有限元仿真分析及研究[D]. 端木凡峰.新疆农业大学 2010
[8]垂直上升管内气液两相流的三维仿真与实验研究[D]. 陈晨.天津大学 2009
本文编号：3475464
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