吸扫式扫路车总体设计及气力输送系统研究

发布时间：2017-06-22 20:17

  本文关键词：吸扫式扫路车总体设计及气力输送系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着国民经济的发展，城市化进程的加快，人们生活水平普遍提高，人们对环境质量的要求也越来越高。各地各级政府出于对城市环境保护以及投资环境改善的需要，在城市环卫方面的投入力度不断增大，城市环卫的机械化和自动化得到普遍认同。扫路车作为城市道路环卫的重要工具，在各大中小城市已得到广泛的应用，而吸扫式扫路车凭借其出色的清扫和除尘性能更是异军突起，占有扫路车市场95%的份额。 本文首先对吸扫式扫路车的总体结构形式以及设计方法进行介绍。吸扫式扫路车一般由汽车底盘、副发系统、副车架、液压系统、洒水系统、电气控制系统、气力输送系统、清扫作业装置等八大系统组成，其中汽车底盘、副发动机、液压元件以及电气控制设备都是主要的外购件，而副车架、气力输送系统以及清扫作业装置都是主要的结构件。各系统的设计参数都需要根据扫路车总体设计参数确定，并通过确定的设计参数选取合适的外购件，最后对初步选定的外购件进行校核以及相关的匹配计算。 其次，对吸扫式扫路车气力输送系统的结构形式及设计方法进行总结。吸扫式扫路车的气力输送系统主要由吸嘴、垃圾箱、风机、除尘系统和风道五部分组成。其中吸嘴和除尘系统是气力输送系统的设计核心，其性能的优劣将直接决定扫路车的工作效果。文章以循环式气力输送系统为例，详细介绍循环反吹吸嘴和离心除尘器的设计方法。吸嘴的长宽高取决于扫路车的清扫宽度以及所需清扫垃圾颗粒的粒径，，一般来说清扫宽度越宽、垃圾粒径越大吸嘴的总体尺寸就越大，有时为了提高吸嘴的吸尘效率还在吸嘴内部设置后反吹结构以及滚扫。离心除尘器是在现有通用离心除尘器的结构上加以改进使之能够适合扫路车的空间尺寸并在此基础上达到扫路车的除尘性能要求。 再次，对气力输送系统进行理论研究和仿真分析。理论研究方面首先对空气的物理性质及其流动状态进行研究，然后对尘粒的物理性质及其启动和悬浮机理进行研究，并以此为理论依据确定气力输送系统的风量和风压。仿真分析方面采用实体建模并对其划分网格施加边界，最后导入CFD仿真软件中进行流体仿真。仿真基于有限体积法选择非结构化网格对模型进行网格划分并采用k-ε湍流模型建立吸嘴气相计算模型。通过对几种设计方案进行比较选择最优设计方案，并通过调整最优设计方案的结构参数确定结构变化对气体流场的影响，最终确定最合理的设计结构。 最后，对全文内容进行总结归纳，提出文章中的不足并对日后的工作进行了展望。
【关键词】：吸扫式扫路车 总体设计 气力输送系统 循环反吹吸嘴 流体仿真
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.691
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 课题来源及背景12-13
• 1.2 吸扫式扫路车综述13-17
• 1.2.1 扫路车的分类13-14
• 1.2.2 吸扫式扫路车的分类14-16
• 1.2.3 吸扫式扫路车的结构特点16-17
• 1.3 扫路车的发展历史与现状17-20
• 1.3.1 国外扫路车发展历史与现状17-19
• 1.3.2 国内扫路车的发展历史与现状19-20
• 1.4 本文研究的主要内容20-22
• 第2章 吸扫式扫路车总体设计22-44
• 2.1 吸扫式扫路车的基本结构和工作原理22-27
• 2.1.1 汽车底盘23
• 2.1.2 副发系统23
• 2.1.3 副车架23-24
• 2.1.4 液压系统24-25
• 2.1.5 洒水系统25-26
• 2.1.6 气力输送系统26
• 2.1.7 清扫作业装置26-27
• 2.2 吸扫式扫路车主参数确定27-31
• 2.2.1 质量参数29
• 2.2.2 主要结构尺寸参数29-30
• 2.2.3 主要性能参数确定30-31
• 2.3 扫路车各系统设计计算31-42
• 2.3.1 扫路车底盘直行牵引性能计算31-32
• 2.3.2 副发动机动力匹配计算32-35
• 2.3.3 清扫作业装置的设计计算35-39
• 2.3.4 轴荷、质心计算39-40
• 2.3.5 通过半径计算40-41
• 2.3.6 稳定性计算41-42
• 2.4 本章小结42-44
• 第3章 吸扫式扫路车气力输送系统设计44-54
• 3.1 吸扫式扫路车气力输送系统的基本结构及分类44-45
• 3.2 循环式气力输送系统吸嘴的结构形式及设计参数45-49
• 3.2.1 循环式气力输送系统吸嘴的结构形式46-47
• 3.2.2 循环式气力输送系统吸嘴的设计参数47-48
• 3.2.3 吸嘴的设计指标48-49
• 3.3 循环式气力输送系统的除尘装置49-52
• 3.3.1 循环式气力输送系统除尘装置简介49-50
• 3.3.2 离心除尘器的分类50-51
• 3.3.3 普通离心除尘器的构造及设计参数51-52
• 3.4 本章小结52-54
• 第4章 尘粒的运动机理及气力输送系统风量风压的计算54-72
• 4.1 气力输送系统工作介质简介54-57
• 4.1.1 空气的物理性质54-55
• 4.1.2 空气流动描述55-57
• 4.2 尘粒的物理性质57-59
• 4.2.1 尘粒密度57-58
• 4.2.2 尘粒的粒径58-59
• 4.2.3 尘粒的球形度59
• 4.3 尘粒的起动机理59-63
• 4.3.1 尘粒在紊流中的受力分析59-61
• 4.3.2 尘粒的启动过程61-62
• 4.3.3 尘粒的起动速度62-63
• 4.4 尘粒的悬浮速度63-65
• 4.4.1 标准球形尘粒的悬浮速度63-64
• 4.4.2 形状不规则尘粒的悬浮速度64-65
• 4.5 气力输送系统的风量风压计算65-70
• 4.5.1 气力输送系统风量的计算65-66
• 4.5.2 气力输送系统压力损失的计算66-69
• 4.5.3 风机的选择69
• 4.5.4 气力输送系统结构设计原则69-70
• 4.6 本章小结70-72
• 第5章 气力输送系统的流场分析72-94
• 5.1 多维反吹吸嘴的流场分析72-77
• 5.1.1 物理模型72-74
• 5.1.2 边界条件74
• 5.1.3 仿真结果分析74-77
• 5.2 不同形式吸嘴设计方案比较77-82
• 5.2.1 直吹式吸嘴流场的仿真分析77-79
• 5.2.2 单侧反吹式吸嘴79-80
• 5.2.3 后侧反吹式吸嘴80-82
• 5.2.4 分析结果总结82
• 5.3 吸嘴离地间隙对吸嘴内部气体流场的影响82-85
• 5.3.1 吸嘴离地间隙δ = 20mm82-83
• 5.3.2 吸嘴离地间隙δ = 5mm83-85
• 5.4 吸嘴上层高度对吸嘴内部气体流场的影响85-87
• 5.4.1 吸嘴上层高度 1 = 7085-86
• 5.4.2 吸嘴上层高度 1 = 60mm86-87
• 5.5 离心除尘器的流场分析87-91
• 5.5.1 离心除尘器物理模型87-88
• 5.5.2 边界条件88
• 5.5.3 仿真结果分析88-90
• 5.5.4 改进结构90-91
• 5.6 本章小结91-94
• 第6章 总结和展望94-96
• 6.1 论文总结94-95
• 6.2 展望95-96
• 参考文献96-100
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果100-101
• 致谢101

【参考文献】

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本文编号：473007