散装水泥运输车的优化分析

论文摘要

我国散装水泥运输车行业近年来有较快的发展,通过参考国内外同类产品,进行消化、吸收,技术上有了很大的发展和提高。但同发达国家的散装水泥运输车相比,国产散装水泥运输车还存在卸料速度低和剩余率高的差距。在设计方法上,国内的经验设计和国外的仿真优化分析的方法还存在一定的差距。为了提高国产散装水泥车的产品性能,摆脱现有的以经验设计为主的设计方法,增强我过散装水泥运输车制造企业的国际竞争力,用理论研究与数值计算方法相结合的研究手段,充分利用商业计算流体力学软件FLUENT的计算功能,定性和定量地研究不同罐体及操作参数对仓内水泥粉料流化的作用,主要研究内容包括:水泥的物理特性;国产散装水泥运输车在当前操作条件下的仓内水泥流化质量;进气速度、仓内气压、温度对流化效果的影响;布风板、侧导流板几何参数对流化效果的影响;散装水泥运输车结构及操作参数对卸料过程的影响。通过对现有散装水泥运输车存在的问题进行研究,找到了改善罐体内水泥粉料的流化质量、提高卸料速度、降低剩余率的方法,确定了影响仓内散装水泥流化效果和卸料效果的主要参数,包括提高充气过程的进气速度;采用矩形结构、弧形形状的布风板;40°侧导流板角度;卸料口套筒结构;卸料口直径200mm。对散装水泥运输车的研究结果提高了其充气过程中的流化质量,提高了其卸料过程中的卸料速度并降低了卸料剩余率,并使我国散装水泥车产品质量和设计水平得到了很大程度上的提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 气力输送理论与应用综述
• 1.1 气力输送的理论基础
• 1.1.1 流态化理论基础
• 1.1.2 影响吹卸效率的因素及散装水泥运输车的机构设计要点
• 1.1.3 双欧拉模型及颗粒动力学理论
• 1.1.4 对散装水泥运输车模拟仿真的软件基础
• 1.2 散装水泥运输车及其研究现状
• 1.2.1 气力输送的发展
• 1.2.2 气力输送的类型及特点
• 1.2.3 国内外散装水泥运输车的现状与发展
• 1.3 课题来源
• 1.4 总体思路
• 2 散装水泥运输车的设计基本参数和理论计算
• 2.1 水泥的临界流化速度
• 2.2 布风板空气流量和气速的计算
• 2.2.1 空气流量的确定
• 2.2.2 压缩空气的相关参数的计算
• 2.2.3 进气速度的计算
• 2.2.4 流化罐充气时间的计算
• 3 散装水泥运输车充气过程仿真分析
• 3.1 流化罐三维几何模型建立
• 3.1.1 流化罐几何模型的建立
• 3.1.2 流化罐流动模型的建立
• 3.2 二维流化床流化过程
• 3.2.1 水泥仓内水泥体积分数的变化
• 3.2.2 特定位置水泥体积分数（30s）
• 3.2.3 空气、颗粒的速度矢量（30s）
• 3.3 二维流化过程数值计算结果分析
• 3.4 三维流化过程
• 3.4.1 各特征截面水泥体积分数分布图（1s）
• 3.4.2 各特征截面内水泥速度矢量图（1s）
• 3.4.3 相应二维模型各特征截面水泥体积分数（1s）
• 3.4.4 相应二维各截面水泥速度矢量图（1s）
• 3.4.5 数值计算结果分析
• 4 散装水泥运输车罐体结构的优化
• 4.1 用矩形流化板代替Y 形流化板
• 4.2 用弧形流化板代替矩形流化板
• 4.3 用较大进气速度使流化更加充分
• 4.4 侧导流板不同角度对床内流化效果的影响
• 4.5 综合优化结构与操作参数的流态化效果
• 4.6 压力和温度对流化速度的影响
• 5 对散装水泥运输车卸料过程的模拟仿真分析
• 5.1 卸料管道位置对散装水泥运输车卸料过程的影响
• 5.1.1 卸料过程中水泥的体积分数变化
• 5.1.2 卸料过程中卸料管道附近水泥体积分数
• 5.1.3 卸料过程中水泥颗粒运动速度矢量图
• 5.1.4 出口处水泥体积流量对照
• 5.1.5 卸料口附近水泥体积流量折线图
• 5.1.6 数据结果分析
• 5.2 布风板形状对散装水泥运输车卸料过程的影响
• 5.2.1 平面布风板水泥的体积分数
• 5.2.2 平面布风板卸料口附近水泥的体积分数
• 5.2.3 平面布风板水泥颗粒运动矢量图
• 5.2.4 平面布风板与弧形布风板出口处
• 5.2.5 平面布风板出口处水泥体积流量折线图
• 5.2.6 数据结果分析
• 5.3 卸料口开口大小对散装水泥运输车卸料效果的影响
• 5.3.1 卸料口直径为300mm 情况下的体积分数
• 5.3.2 卸料口直径为300mm 时卸料口附近水泥的体积分数散点图
• 5.3.3 卸料口直径为300mm 时水泥颗粒运动矢量图
• 5.3.4 不同卸料口直径情况下出口处水泥体积流量
• 5.3.5 卸料口直径为300mm 时出口处水泥体积流量折线图
• 5.3.6 数据结果分析
• 5.4 卸料口位置对剩余率的影响
• 结论
• 参考文献
• 附录 最小流化速度计算程序
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集