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大吨位矿用自卸车驾驶室环境舒适性研究
| 论文题名： | 大吨位矿用自卸车驾驶室环境舒适性研究 |
| 关键词： | 矿用自卸车;驾驶室;环境舒适性;粉尘运移;空调风道 |
| 摘要： | 为推动我国装备制造业自主产品发展，促进企业加大研发力度，国务院在十二五期间公布了十六个重大技术装备关键领域，其中包括了矿用自卸车。国内外研究者对矿用自卸车结构及性能进行了大量研究，但是矿用自卸车驾驶室环境舒适性研究还没有得到足够重视。随着人们环境与健康意识的提高，工作环境的舒适性得到越来越多的关注。矿用自卸车驾驶室是一个相对封闭的狭小空间，驾驶员长时间处在这样的空间里，如果热舒适性欠佳的话，很容易出现精神恍惚、注意力不集中的问题，从而导致安全隐患；同时由于矿用自卸车工作场所环境恶劣，驾驶室外充斥的高浓度粉尘颗粒很容易进入到驾驶室内，如果粉尘浓度超标，会严重影响到人体的健康，甚至造成呼吸系统疾病。因此，开展矿用自卸车驾驶室环境舒适性的研究是具有重要意义的。 本文以某大吨位矿用自卸车驾驶室为研究对象。首先基于驾驶室热舒适性分析计算了所需空调制冷功率的大小，同时利用计算流体动力学方法，并结合可视化的PMV-PPD热舒适性评价指标对驾驶室热舒适性进行了评价与分析；然后基于欧拉-拉格朗日方法对驾驶室内的粉尘浓度分布以及运移规律进行了研究；最后对空调风道结构进行了综合优化。本文的主要研究内容如下： 1.提出了基于热舒适性和粉尘污染的矿用自卸车驾驶室环境舒适性定义，分别对这两个方面就影响因素、评价标准以及数值计算方法等进行了相关研究。 2.分析驾驶室传热特征并对所需制冷功率进行了计算；在此基础上利用FLUENT对驾驶室内的温度场平衡进行瞬态计算，获取不同工况下温度随时间变化的规律；然后对驾驶室内部流场进行稳态计算分析，并采用UDF编程的PMV-PPD热舒适性评价指标对不同风机风量以及送风温度工况下的驾驶室热舒适性进行仿真研究，并最终得出最优的匹配方案。 3.运用FLUENT计算软件，对粉尘颗粒的流动采用离散相模型（DPM）进行描述。通过对驾驶室内部气流以及粉尘流动的瞬态仿真计算得到粉尘的运移规律，在此基础上设计出一种可以快速除尘的除尘模式；接着对驾驶室内粉尘浓度分布进行了稳态计算分析，重点研究了乘员呼吸区域粉尘浓度分布的合理性。 4.在上述研究的基础上，综合考虑驾驶室热舒适性以及粉尘浓度分布，对空调风道进行了优化改进，提出了一套结合 CFD仿真分析和数值优化算法的优化设计方案，驾驶室环境舒适性得到明显改善。 |
| 作者： | 唐江明 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 谷正气 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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