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沥青洒布车导热油加热沥青装置设计及传热过程数值模拟研究
| 论文题名： | 沥青洒布车导热油加热沥青装置设计及传热过程数值模拟研究 |
| 关键词： | 沥青洒布车;导热油;加热装置;CFD数值模拟;换热效率 |
| 摘要： | 目前,我国公路事业进入“建养并重”时期,公路建设及养护水平在不断提升,这就要求沥青洒布车必须适应其发展,各方面性能得到提升。加热装置是沥青洒布车洒布作业关键设备之一,其性能好坏将直接影响沥青路用性能及洒布作业质量。加热效果无法满足市场需求的沥青加热装置势必将被逐渐淘汰。 本文首先总结了国内外沥青加热技术的发展状况,在此基础上比较了各种加热方式的优缺点,确定了目前广泛应用的导热油间接加热方式。随后依据传热学相关理论对内置双层U型管式导热油加热装置主要结构及部件进行了计算和选型。针对设计的加热装置,本论文利用PROE参数化设计几何模型,ANSYS Workbench对其传热过程进行了数值模拟。此次数值模拟是对换热过程进行稳态热分析,沥青采用层流模型,导热油采用标准的k-ε模型和壁面函数法,以速度入口(Velocity-inlet)、自由出口(out-flow)及固壁边界(wall)作为边界条件进行耦合换热分析。数值模拟结果表明,换热情况符合设计要求。最后,本文通过数值模拟计算逐一分析了蛇管结构、蛇管间距、沥青流速及导热油流速对加热装置换热效果的影响,得到以下分析结果:不同的蛇管结构形式以及蛇管间距数值变化对加热装置换热效果会产生一定影响,但由于沥青罐内空间有限且换热面积不大,其对罐内沥青温度场分布及换热效果影响不大;沥青动态循环加热方式换热效率优于自然换热方式;沥青和导热油流速的变化均会改变换热系数K的数值,但综合考虑其对压降ΔP的影响,适当提高导热油流速对换热效果改善更佳。这对今后沥青洒布车加热装置设计具有一定的可参考性。 |
| 作者： | 舒宏生 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 康敬东;李守林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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