吸扫式扫路机吸尘系统和集尘系统的流场分析及结构改进

发布时间：2017-08-04 03:11

  本文关键词：吸扫式扫路机吸尘系统和集尘系统的流场分析及结构改进

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【摘要】：城市扫路机是一种用于清扫、收集及运输垃圾的专用车辆。吸扫式扫路机集吸和扫为一体,其工作效率高且扬尘较少,被广泛应用于日常道路清扫中。吸尘系统和集尘系统是吸扫式扫路机的两大主要工作系统,其结构技术水平直接影响着扫路机的除尘率和集尘率,且对扫路机的发展和创新具有十分重要的意义。因此,本文以吸扫式扫路机为研究对象,运用有限元方法和流场分析方法对吸扫式扫路机的吸尘系统和集尘系统进行流场分析及结构改进。首先,对吸扫式扫路机的工作对象(空气和清扫对象的混合物)进行研究分析。根据扫路机清扫对象(即尘粒)的形状、密度和体积对其进行分类,对不同类别的尘粒分别进行受力分析,计算出了尘粒被吸尘口吸入的最小气流速度、被风道吸拾起所需的最小负压和在集尘箱内靠重力沉降的最小风速。然后,根据吸扫式扫路机的相关标准及结构要求,对吸尘系统和集尘系统的重要参数进行分析,利用ANSYS软件的APDL编程语言建立吸尘系统和集尘系统的参数化有限元模型。利用FLUENT软件对吸扫式扫路机吸尘系统和集尘系统进行流场分析,并剖析其存在的不合理之处。最后,根据流场分析的结果分别对吸扫式扫路机的吸尘系统和集尘系统进行一系列的结构改进,并对改进后的结构再次进行流场分析。分析表明,结构改进后的吸扫式扫路机在吸尘率和集尘率方面均显著提高。本文提出了一种参数化及结构优化改进的吸扫式扫路机吸尘系统和集尘系统的设计研发方法,其研究方法对吸扫式扫路机企业及其他同类产品的设计具有理论指导意义。
【关键词】：吸扫式扫路机 尘粒 参数化 流场分析 结构改进
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.691
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 论文研究背景和研究对象10-12
• 1.1.1 论文的研究背景10
• 1.1.2 论文的研究对象10-12
• 1.2 城市扫路机的国内外研究现状12-15
• 1.2.1 国外城市扫路机研究现状12-13
• 1.2.2 国内城市扫路机研究现状13
• 1.2.3 城市扫路机关键技术研究现状13-15
• 1.3 论文的来源和主要研究内容15-17
• 1.3.1 论文的来源15
• 1.3.2 论文的主要研究内容15-17
• 第2章 尘粒的运动机理17-33
• 2.1 吸扫式扫路机吸尘和集尘过程17
• 2.2 吸尘系统和集尘系统工作物质简介17-23
• 2.2.1 空气的物理性质及其流动规律17-20
• 2.2.2 尘粒的分类及物理性质20-23
• 2.3 尘粒的起动机理23-29
• 2.3.1 尘粒的起动过程23
• 2.3.2 物体在气流中的受力分析23-25
• 2.3.3 尘粒起动时的受力分析25-27
• 2.3.4 尘粒被吸拾时的受力分析27-29
• 2.4 尘粒的重力沉降机理29-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 吸扫式扫路机参数化建模及网格划分33-42
• 3.1 有限元方法概述33
• 3.2 ANSYS软件简介33-34
• 3.3 吸尘系统和集尘系统参数模型的建立34-39
• 3.3.1 吸尘系统和集尘系统的建模方案34
• 3.3.2 吸尘系统和集尘系统的主要参数分析34-38
• 3.3.3 吸尘系统和集尘系统的参数化模型的建立38-39
• 3.4 网格的划分39-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 吸扫式扫路机吸尘系统和集尘系统的流场分析42-52
• 4.1 计算流体力学概述42-44
• 4.1.1 计算流体力学的仿真流程42-43
• 4.1.2 CFD软件结构43-44
• 4.2 数学模型44-45
• 4.2.1 连续性方程44
• 4.2.2 动量方程44
• 4.2.3 k-g方程44-45
• 4.2.4 有限体积法45
• 4.3 边界条件45-47
• 4.3.1 压力入口边界条件46
• 4.3.2 压力出口边界条件46-47
• 4.3.3 壁面条件47
• 4.4 流场分析47-51
• 4.4.1 流场分析计算的过程47-48
• 4.4.2 流场分析结果48-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 吸扫式扫路机吸尘系统和集尘系统的结构改进52-71
• 5.1 吸尘系统的结构改进设计52-62
• 5.1.1 修改吸尘口的形状52-54
• 5.1.2 调整风道到吸尘口入口的距离54-57
• 5.1.3 调试收缩角57-59
• 5.1.4 对吸尘口部分尺寸进行调整59-62
• 5.2 集尘系统的结构改进设计62-67
• 5.2.1 修改集尘箱内的挡板63-64
• 5.2.2 调整风道到集尘箱后壁的距离64-67
• 5.3 结构改进后的吸尘系统和集尘系统的流场分析67-70
• 5.4 本章小结70-71
• 结论71-72
• 参考文献72-75
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果75-76
• 致谢76

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本文编号：617481