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基于CFD的汽车车身涂装线烘房数值模拟及优化
| 论文题名： | 基于CFD的汽车车身涂装线烘房数值模拟及优化 |
| 关键词： | 汽车车身;涂装线;烘房;数值模拟;变截面;初始温度;热风循环;工艺参数;风道结构;温度均匀性;半圆形;设计方法;模拟试验;烘干;风速;试验结果分析;三维物理模型;能耗;工作区;正交试验法 |
| 摘要： | 随着新的涂装生产线和涂装设备的迅速推广，涂装应用领域对烘房烘干质量和能耗的研究成为迫切需要探讨和解决的重要课题之一。针对于东风日产柴汽车车身涂装线烘房存在着能耗过大以及工作区风速、温度不均匀等现象。本文运用CFD软件Fluent对车身烘房进行数值模拟仿真，分析了车身烘房热风循环烘干特性，提出了一种车身烘房变截面风道设计方法，设计了半圆形变截面风道结构，并进行工艺参数优化，实现了节能。全文主要研究内容如下： 1.研究了车身烘房热风循环烘干特性，在保证车身涂膜正常工艺的情况下，分析不同的烘干影响因素（温度、湿度、速度和初始温度）和不同的热风循环方式对烘房能耗，以及内部温度、速度分布的影响。 2.针对东风日产柴汽车车身涂装线烘房，建立了三维物理模型，通过数值模拟分析，得到了升温加热工况下烘房内温度随时间变化以及在保温工况下风速的变化规律。同时，通过实验对照，验证了车身烘房数值模拟的准确性。 3.提出了一种车身烘房变截面风道设计方法，建立了多种变截面风道结构，有效改善进风口处风速的均匀性，提高了烘房内工作区的温度均匀性。同时，以风速均匀性系数为评价指标，通过计算、分析、比较后，设计了一种半圆形变截面风道车身烘房。 4.应用结构优化后的半圆形变截面风道车身烘房，建立车身烘房热力学模型，以车身烘房升温加热成本作为优化目标，以温度、速度、湿度和初始温度作为烘房的优化工艺参数，运用正交试验法安排模拟试验，并对模拟试验结果分析，得到工艺参数最优组合方案，比现有车身烘房的加热升温成本降低了5％，达到了优化目的。 5.最后，对全文进行了总结，并对进一步的研究提出一些展望。 |
| 作者： | 江叶峰 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 叶永伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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