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8吨洗扫车气力系统结构设计与性能匹配优化研究
| 论文题名： | 8吨洗扫车气力系统结构设计与性能匹配优化研究 |
| 关键词： | 洗扫车;气力系统;结构设计;流场仿真;风机匹配 |
| 摘要： | 随着国家对环境保护力度的加大，道路环卫正向着机械化、自动化的方向高速发展。洗扫车作为道路清扫车辆的一个重要分支，凭借其自身优异的清洁和除尘性能，占据了国内清洁行业大部分市场。由于国内洗扫车的研究起步较晚，许多企业主要以国外洗扫车的结构为参照进行二次设计，自主性研发较少，导致洗扫车的设计及优化工作缺乏系统性的指导。 本文以某8吨洗扫车核心工作系统——气力系统为研究对象，进行了如下工作： （1）分析了洗扫车气力系统的工作原理，阐述了气力系统工作介质与尘粒的物理性质，从流体力学的角度揭示了尘粒在气相介质、气液两相介质中的运动机理。结果表明，液相产生的拖曳力会在一定程度上促进尘粒的起动，且液体间的黏性能改变输送管中尘粒的运动状态，但不会改变输送尘粒所需的最小悬浮速度。 （2）利用FLUENT，通过参数化设计的方法，对吸盘纵向宽度L、高度H、吸盘前胶皮与地面夹角θ以及前胶皮与吸盘侧面间隙A四组较为关键的结构因素进行了仿真分析，结果表明，当L=220mm、H=93mm、θ=70°、A=7m时吸盘性能最优。分析了输送管最佳安装角度，推导了输送管安装长度计算公式，并通过参数化仿真分析，得出输送管最佳直径为170mm。设计了一种可同时存储清水与污水的多功能箱体。 （3）优化了吸盘结构，减小吸盘出口与地面夹角α、β，并在输送管与吸盘之间安装了喇叭口装置，使吸盘中心对尘粒的输送能力明显提升，内部阻力减小20%，内部尘粒驻留时间减小25%；优化了储尘箱结构，减小箱体底部宽度，改变箱体入口、出口形状，使其内部流道的平顺性得到提高，内部阻力更小，同时有效提升了污水存储能力，避免了二次污染。 （4）根据优化气力系统进行了样机试制，测得了样机气力系统整体阻力变化曲线以及流道阻力分布曲线，实验结果与仿真数据间误差小于5%，验证了所建立仿真模型的有效性，为后续系统匹配优化研究奠定了基础。 （5）以各类风机的性能参数为标准，根据风机相似律设计了一种效率优先的风机匹配方案，通过该方案所匹配的风机不仅可以满足气力系统的作业需求，而且能保证风机工作效率最高，减小了系统能耗。 |
| 作者： | 王兴旺 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 石运序 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 烟台大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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