1500型风刀结构设计及优化

发布时间：2017-12-11 00:25

本文关键词：1500型风刀结构设计及优化

【摘要】：风刀是是目前产品深加工精加工中所采用的重要设备，在玻璃、包装及造纸印刷等行业具有举足轻重的作用。本文对两类1500（通用和高速型）风刀产品进行了设计和优化。首先对风刀的结构进行设计，吸取国内外各型风刀的优点，确定风刀的最佳结构为圆筒形状，采用三级腔体、两级整流槽结构，并在出风风口前设置有较长的导向区，以保证出风口气流均匀稳定。进一步对风刀的关键结构尺寸进行设计和计算，通过Pro-E平台对两种不同型号的风刀本体和气体模型进行参数化建模，并利用Hypermesh软件对气体模型进行网格划分。结合实际工况，对风刀内部流场的各边界条件进行合理的简化，，并采用流体动力学软件Fluent对两种风刀内部的高速气流进行数值计算，得出其压强和流场的分布规律。数值分析结果表明气流由风机进入风刀，风刀内部腔室会由于压强和流速不均而在腔体内部产生高压区，高压区所对应的出风口位置的气流速度明显高于其余低压区域是造成出风口流速不均匀的主要原因。通过适度调整整流槽尺寸，减小高压区整流槽尺寸，增大低压区整流槽尺寸可以有效减小风刀出风口气流不均的问题。第四章采用Ansys-DesignXplorer软件对风刀的整流槽结构进行优化，在原有设计方案的基础上，确定各优化区域、扰动变量和相关参数，定义出风口均匀性为优化目标。通过减小整流槽在高压区截面尺寸，并适度增大整流槽在低压区的尺寸，最终得了更合理的整流槽结构和尺寸，并进一步通过数值模拟验证了优化设计后的结构明显优于原始设计方案。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH122

【参考文献】

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