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基于CFD的道路除冰车蒸汽射流装置分析与优化
| 论文题名： | 基于CFD的道路除冰车蒸汽射流装置分析与优化 |
| 关键词： | 道路除冰车;蒸汽射流装置;计算流体力学;仿真分析;优化运行 |
| 摘要： | 冬季寒冷地区的降雪、冻雨天气时有发生，道路表层形成积雪、结冰后，其表面附着力将显著降低，极易引发交通事故。及时、有效的去除道路表面冰雪成为保障道路交通安全的关键。传统的化学融冰法由于较严重的环境污染问题，已逐步被限制使用；而机械除冰法无法有效应对较薄的道路冰雪。蒸汽射流除冰技术，是一种环保、清洁的除冰技术，研究这种技术具备良好的经济效益和社会意义。 论文阐述了基于蒸汽射流技术的道路除冰车工作原理及结构组成；对复杂的蒸汽射流除冰过程进行理论分析，通过热力学计算，得出一定除冰作业条件下的能源消耗，明确指出蒸汽射流除冰技术对于道路薄冰（厚度10mm以下）作业的可行性。理论计算表明：降低冰雪厚度、优化蒸汽射流装置、减少热量耗散，是提升蒸汽射流除冰效率、降低能源消耗的关键。 喷嘴是蒸汽射流装置的关键部件，基于CFD，采用FLUENT仿真分析软件，确定了较优的单喷嘴形状及关键性能参数（圆锥包角15°和长径比1）。针对多喷嘴的布置，采用正交优化法，分析多因素及其交互作用对除冰效率的影响，并确定了较优的因素水平（喷嘴入口直径2mm，作业高度15mm等）。 针对实际作业工况下的蒸汽射流特性，重点分析吸水、路拱坡度等对蒸汽射流除冰效率的影响，通过合理优化蒸汽射流装置（调整喷嘴、吸水装置、挡板等布置），有效优化了其温度场和速度场，达到了高效除冰和实时吸水的要求。 |
| 作者： | 林磊 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 黄其柏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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