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清扫车气力输送系统及高速流场研究
| 论文题名： | 清扫车气力输送系统及高速流场研究 |
| 关键词： | 清扫车;气力输送系统;高速流场;结构参数;吸尘性能 |
| 摘要： | 目前，清扫车是路面清理必不可少的工具之一，而气力输送系统是清扫车内部最重要的组成部分之一，其内部高速流场的特性对清扫性能有着重大影响。因此本文对清扫车气力输送系统及内部高速流场进行了详细研究。主要研究内容如下： 在分析道路清扫车组成及基本结构的基础上，阐明了气力输送系统在清扫车工作中的基本原理和功能。分析了高速流动的空气和垃圾尘粒的物理性质，利用尘粒起动机理和悬浮机理计算出尘粒理论起动速度和悬浮速度，确定了风机所需的风量和压力，为建模及仿真分析奠定了基础。 建立了高速气力输送系统初始模型，对系统内部高速流场进行了仿真分析。结果表明：系统内部存在涡流、压力梯度分布、流场分布不均匀等问题，这些问题都会降低系统吸尘效果。改变吸嘴和吸管结构，再次进行仿真发现，系统内部的涡流、压力梯度分布问题得到改善，说明吸嘴和吸管结构参数的变化会对系统内部高速流场产生影响。 根据原设计中气力输送系统存在的问题，选择了四个关键结构参数，确定了每个参数的变化范围和四个衡量吸尘性能的指标。设计并进行单一参数仿真试验，结果表明：单一参数对不同的性能指标的作用效果和影响程度不同，单一参数的变化难以让四个指标同时达到最优值。 基于响应曲面法，确定四个参数的取值范围，设计了多组仿真试验，建立了性能指标的近似模型，进行了高速气力输送系统结构参数多目标优化。与原始模型相比，优化后四个性能指标都得到了显著提升，对优化后结构参数模型再次进行仿真，仿真结果表明：原始模型中存在的压力梯度明显减小，流场分布更加均匀，涡流现象基本消除，优化效果良好。 |
| 作者： | 卢笑宇 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 焦生杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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