轻型扫路车反吹式吸嘴流动特性及吸尘效率优化研究

发布时间：2020-03-05 17:32

【摘要】：扫路车是一种利用负压工作的新型城市环保机械,而决定扫路车吸尘性能的关键在于吸嘴工作时除尘效率的高低。本文结合校企合作项目“6t干式扫路车研发和干式扫路车除尘技术研究”和“16t干湿两用扫路车整车设计”,对反吹式吸嘴扩展区的结构尺寸及其参数对流场计算结果的影响展开了研究,得到了最佳的反吹式吸嘴扩展区结构。提出了反吹式吸嘴结构参数中吸尘口直径、吸尘口倾角和前挡板倾角对前进气面平均风速影响的回归方程,及其运行参数中反吹风量、系统压降和行驶速度对除尘效率影响的回归方程,并结合回归方程确定了反吹式吸嘴的最佳结构参数和运行参数组合。具体工作如下:结合反吹式吸嘴自身的结构特点,对反吹式吸嘴CFD模拟计算过程中扩展区的结构参数进行了研究分析。结果表明,扩展区参数对仿真计算结果有一定的影响,且各个参数间均存在相应阈值,若设置的结构参数大于对应阈值,则计算结果不受影响。扩展区有无转角对反吹式吸嘴流场分布特性影响不大,如有高精度计算要求,可选用有转角扩展区来进行模拟计算。实际工程中,为了减少网格计算量及缩短计算时间,建议选择无转角扩展区模型。基于已确定的扩展区结构,对比分析了反吹式吸嘴流道模型的非结构和结构网格离散化处理结果,同时得知壁面函数对反吹式吸嘴内部流场计算有一定影响,并确定了Scalable wall functions壁面函数对计算结果的稳健性。在此基础上,详细地介绍了反吹式吸嘴模拟计算方法,并结合企业试验数据进行了初步验证,确定了模型处理的可行性。讨论了固相中的尘粒及大颗物粒的吸拾条件,并计算得出不同粒径下尘粒及大粒径物体的起动速度关系,为反吹式吸嘴的设计提供了理论参考。分析了结构参数中吸尘口直径、吸尘口倾斜角度和前挡板倾斜角度对吸嘴前进气平均速度的影响。结合均匀设计和多元回归分析对三个结构参数进行分析,研究表明该结构参数对吸尘性能有一定影响,且各因素对吸尘性能的影响主次顺序为吸尘口直径影响最大,前挡板倾斜角度其次,吸尘口倾斜角度最小;结构参数交互作用影响中,吸尘口直径和前挡板倾斜角度的交互作用影响最大,其次是吸尘口倾斜角度和前挡板倾斜角度的交互作用,吸尘口直径及其倾斜角度的交互作用较弱,可忽略不计;综合各参数特点,提出结构改进方案,同时建立虚拟样机验证了该结构的可行性。除尘性能的提高包括“结构参数+运行参数”,以最优结构为基础,配合反吹式吸嘴的反吹风量、系统压降和行驶速度三个运行参数,结合均匀优化设计和多元回归分析方法得出运行参数对总除尘效率影响的回归方程。分析结果表明三个运行参数均对反吹式吸嘴的吸尘性能有一定的影响,其中反吹风量影响最为显著;因素交互影响中,反吹风量和行驶速度的交互作用对吸尘性能影响最大,其次是反吹风量和系统压降的交互作用,系统压降及行驶速度的交互作用较弱,可忽略不计;综合考虑各运行参数的特点,提出运行参数最佳配合方案,同时结合所建的虚拟样机进行了运行参数模拟验证,效果较为显著。为了验证构建的虚拟样机内部流场及除尘效率计算的准确性,进行样机试制和试验测试。测试结果和CFD仿真结果一致性较好,说明了运用CFD技术进行反吹式吸嘴吸尘性能的优化研究是一种有效的方法,同时为反吹式吸嘴的设计提供了参考。
【图文】：

扫路车,产品型号,品牌,下水道

国外部分扫路车品牌及产品型号

模块化设计,产品,公司,扫路车

(b) SCARAB—MAGNUM PLUS图 1-2 SCARAB 公司模块化设计产品尘性能作为衡量其作业效果的好坏的指标，，一直是扫路车产路车除尘效率方面，国外的产品具有较大的优势，其主要体
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.691

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