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新型防冻液喷嘴流体特性分析与结构优化
| 论文题名： | 新型防冻液喷嘴流体特性分析与结构优化 |
| 关键词： | 运煤列车;防冻液自动喷洒装置;新型扁平扇形喷嘴;止漏片结构;扇形喷洒面 |
| 摘要： | 本文介绍了运煤列车防冻液自动喷洒装置中所使用的扁平扇形喷嘴，并指出该喷嘴在使用过程中出现的一些问题。根据这些问题所引发的不同现象，文中利用流体力学和喷嘴的设计方法，分析了问题的原因。根据分析所得结果，文中改变扁平扇形喷嘴的结构参数，并用流体分析软件Fluent对结构参数改动后的新型喷嘴进行仿真。通过不同结果的比较分析，得到了结构参数取值较为合适的新型扁平扇形喷嘴。本文的研究为该新型扁平扇形喷嘴的设计提供理论依据。 当关闭防冻液自动喷洒装置的供液管路阀门后，管道内部残留的防冻液会从原来的扁平扇形喷嘴处自动流出。流出的残留防冻液滴在运煤列车钩头处，将会造成钩头腐蚀，缩短了钩头的使用寿命。此外，防冻液的滴漏问题，既造成了防冻液资源浪费，也对环境造成了污染。 为了解决这个问题，本文在原来的扁平扇形喷嘴的尾部添加了一个止漏片结构，该结构可以防止管道内部残留的防冻液自动流出喷嘴。但是添加止漏片结构后的新型扁平扇形喷嘴在使用时，防冻液在同样的喷射条件下却不能形成原有的扇形喷洒面，而是以较低的流速从扁平扇形喷嘴口呈水柱状流出。 本文根据流体力学和喷嘴的设计方法，分析得出添加止漏片结构后的新型扁平扇形喷嘴内部结构参数不合理。这些不合理的参数导致防冻液从新型扁平扇形喷嘴出口处射出之前，不能建立起稳定的喷射压力，最终不能达到和原来的扁平扇形喷嘴一样甚至更高的出射速度。 在对试验结果进行理论分析的基础上，文中还对含止漏片结构的新型扁平扇形喷嘴进行了流体特性分析。首先，利用Gambit软件建模，划分有限元网格，然后将网格文件导入Fluent中，并对有限元模型添加约束条件，仿真模拟，得到仿真数据。从中找出需要修改的不合理的结构参数。修改这些参数后，重复一样的步骤，得到新的仿真数据，经过后处理，最终得到这些不合理参数的合理取值。 流体仿真结果证明，具有合理结构参数的新型扁平扇形喷嘴既解决了漏液问题，也实现了扇形面喷洒。 本文对新型扁平扇形喷嘴的研究，对改进不同用途的扁平扇形喷嘴的结构参数有一定的参考价值和指导意义。 |
| 作者： | 朱一波 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 牛志刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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