沥青路面铣刨碎料清理车除尘系统的设计及仿真

论文摘要

针对目前普遍使用的大型冷铣刨机虽都具有铣刨碎料的回收功能,但其回收率均达不到100%,仍有少量铣刨碎料和粉尘遗漏在铣刨工作面上,严重影响新铺沥青面层与铣刨后形成的基础面相互之间可靠黏结的问题,确定了利用负压气固两相流原理输送、重力除尘、湿式喷雾为基本工作原理的铣刨碎料清理车总体方案,该车具有副发动机、风机、沉降箱、吸口、扫刷等专用工作装置。确定了该车的主要性能和结构参数。主要针对铣刨碎料的物理特性,包括粒径范围、密度变化及尘粒的裹敷情况以及气固两相流输送的混合流的动力学特征,重点研究了除尘、分离系统的除尘方式组合、气流路线设计,以保证除尘效果,防止造成二次污染。同时,根据沥青路面铣刨碎料粒径差异较大的实际情况,在输送管路中进行湿式喷雾,以增加颗粒之间的凝并、捕捉机会。并利用FLUENT流体力学仿真软件对气固两相流在沉降箱内的分离沉降过程进行了系统仿真,通过仿真发现原设计沉降箱及相应结构的不足,经过反复仿真和修改使沉降箱内的沉降除尘结构得到必要的优化,加速了两相混合气流中固相颗粒的分离沉降速度,净化了排放气体。还考虑到游动吸管中两相流速较大,进入沉降箱后的初始速度大,但在结构上延长了气流路线,保证除尘效果。设计计算和仿真结果表明:该清理车的除尘分离系统能高效地完成沥青路面铣刨碎料的分离沉降任务,尤其是对难以沉降的粉尘采取了更加有效的喷雾凝并措施,使清理效果更加理想。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外沥青路面铣刨工作面清理设备的现状
• 1.2 选题的背景和意义
• 1.2.1 选题的背景
• 1.2.2 沥青路面铣刨碎料清理车的实际意义
• 第二章 沥青路面的养护
• 2.1 沥青路面的养护
• 2.1.1 沥青路面
• 2.1.2 沥青路面养护的目的
• 2.1.3 沥青路面的养护方法
• 2.2 沥青路面冷铣刨设备
• 2.2.1 路面冷铣刨机概述
• 2.2.2 沥青路面冷铣刨的设备
• 2.3 沥青路面冷铣刨碎料的性质
• 2.4 本文研究方案论证及主要内容
• 2.4.1 清理车除尘系统的设计方案论证
• 2.4.2 本文研究的主要内容
• 第三章 气力输送的基本理论及其对象的性质
• 3.1 气力输送概述
• 3.1.1 气力输送的基本概念
• 3.1.2 气力输送的优越性
• 3.1.3 气力输送的发展
• 3.2 气力输送对象的基本性质
• 3.2.1 粒径
• 3.2.2 颗粒尺寸分布
• 第四章 清理车除尘系统的设计原理与技术组合
• 4.1 气固两相流的性质
• 4.1.1 气固两相流的基本概念
• 4.1.2 悬浮速度
• 4.1.3 沉降速度
• 4.1.4 气固混合比
• 4.2 清理车的除尘原理
• 4.2.1 除尘的意义
• 4.2.2 清理车的重力除尘原理
• 4.2.3 清理车的惯性除尘原理
• 4.2.4 清理车的过滤式除尘原理
• 4.2.5 湿式喷雾除尘的作用和原理
• 4.2.6 清理车除尘原理的选择及组合设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 清理车除尘系统的结构设计
• 5.1 沉降箱的结构设计及主要尺寸的计算
• 5.1.1 沉降箱高的确定
• 5.1.2 沉降箱空间长度的计算
• 5.1.3 沉降箱的计算结果
• 5.2 沉降箱内惯性碰撞挡板的设计
• 5.3 沉降箱内滤网的确定
• 5.4 游动吸管的入口位置及除尘路径设计
• 5.5 湿式喷雾的设计
• 5.6 清理车的喷水系统
• 5.7 沉降箱的布置
• 5.8 本章小结
• 第六章 清理车除尘系统的仿真及沉降箱结构的优化
• 6.1 计算流体力学仿真软件简介
• 6.1.1 什么是计算流体动力学
• 6.1.2 计算流体力学的特点
• 6.2 CFD通用软件 FLUENT 的介绍
• 6.2.1 FLUENT 概述
• 6.2.2 FLUENT 软件的结构及计算流程
• 6.2.3 FLUENT 软件的求解器和边界条件
• 6.2.4 FLUENT 软件的模型
• 6.2.5 FLUENT 软件的特点
• 6.3 清理车除尘系统的仿真设计
• 6.3.1 清理车沉降箱流场仿真建模
• 6.3.2 清理车沉降箱的CFD 仿真及结构优化
• 6.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢