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车辆涂装工艺烘干室空气幕密封特性分析
| 论文题名： | 车辆涂装工艺烘干室空气幕密封特性分析 |
| 关键词： | 车辆涂装工艺;烘干室;空气幕;数值模拟;流场特性;密封效率 |
| 摘要： | 鉴于车辆涂装工艺烘干室入口尺寸和内外温差均较大，且处于敞开状态，常采用气幕装置阻隔密封，但现有气幕装置存在密封性差、能量损失大的问题。针对以上问题，本文提出了一种适用于车辆涂装工艺烘干室入口密封的改进型气幕设计方案。本文首先对空气幕关键部件喷嘴流动特性开展仿真分析，同时建立车辆涂装工艺烘干室模型，分析现有气幕（上送风和双侧送风式气幕）流动及密封特性，并研究改进型气幕设置参数和烘干车辆出入的影响，得出以下主要结论： 首先，空气幕关键部件喷嘴流动特性仿真分析发现，当喷嘴出口长度一定时，射流卷吸量与喷嘴出口面宽度正相关；喷嘴进口速度越大，射流中心轴线速度越高；射流扩散角随进口流速的增加而减少，且射流扩散角随着直段长度的增加而呈减小趋势，而当锥直段长度由150mm增大至200mm时，射流扩散角仅减小0.7%，喷嘴锥直段长度可取150mm。 其次，上送风和双侧送风式气幕数值模拟发现，两者均具有一定阻隔密封作用，前者对烘干室上部外溢气体阻隔效果较好，后者对下部侵入流体阻隔效果较好；前者送风速度取12m/s、送风角度40°时，密封性能优于其它工况，相比烘干室内温度，其进口延段温度低56℃，密封效率为43.9%；后者送风速度为4m/s、送风角度35°时，相比烘干室内温度，其进口延段温度降低69℃，密封效率最佳为50.7%。 最后，在上述研究基础上提出了改进型气幕设计方案，结果表明，改进型气幕存在送风速度和角度的最佳组合匹配，其上送风口最佳送风速度为9m/s、送风角度35°，侧送风口取最佳送风速度为3m/s、送风角度30°，此时改进型气幕密封性能最佳，密封效率为77.8%，相比烘干室内部温度，其进口延长段温度降低97℃；相比上送风和双侧送风式气幕，改进型气幕密封效率分别提升77.2%和53.5%；当烘干车辆处于气幕喷口时，上送风口射流受限，改进型气幕侧送风口可一定程度上发挥阻隔作用；当烘干车辆位于气幕喷口后1.7m位置时，相比烘干车辆处于气幕喷口处时的密封效率提升约95.5%。 |
| 作者： | 张世中 |
| 专业： | 航空工程 |
| 导师： | 岳晨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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