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1、国内图书分类号：U455.3+9密级：公开国际图书分类号：621西南交通大学研究生学位论文钻爆法隧道滤筒除尘器流场模拟及优化年级二〇一五级姓名戈文昌申请学位级别工程硕士专业机械工程指导老师管会生教授二零一八年四月ClassifiedIndex:U455.3+9U.D.C:621SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisFLOWSIMULATIONANDOPTIMIZATIONINCARTRIDGEDUSTCOLLECTORFORDRILLINGANDBLASTINGTUNNELGrade:2015Candidate:Ge
2、WenchangAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:MechanicalEngineeringSupervisor:Prof.GuanHuishengApr.2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1.保密□,在年解密后适用本授权书;2.不保密
3、d,使用本授权书。“”(请在以上方框内打√)出/冖丿细屹冫学位论文作者签名:戈廴逼;指导老师签名:彳彳日期:冫g∫⒏~Lˉ、丨Q日期:冫0/J,5·∫0西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下:1、以虹梯关隧道为背景,根据隧道产尘机理以及通风除尘要求,对隧道除尘车展开总体设计,计算确定了滤筒除尘器的处理风量、过滤风速、过滤面积等主要性能参数。2、基于经典过滤理论,研究滤筒的过滤机理,建立纤维过滤模型,分析粉尘直径、过滤速度、纤维苴径及滤料厚度对过滤效率的单因素影响。3、基于总体参数,分别建立滤筒顺序排列和错序排列的除尘器模型
4、,划分网格,在Flucnt中设置合适的边界条件进行模拟,比较滤筒在不同布置方式下气流组织的速度分布、压力分布以及流量分布,并选用均匀性较高者。4、为进一步提高滤筒除尘器的气流均匀性,基于均匀设计方法,对导流板和出风口的结构参数进行优化设计。采用回归分析法处理均匀试验的结果,获取相关结构参数的回归方程,将结构优化问题转化为有约束最小值问题;完成除尘器优化后,模拟不同工况下的气流组织,探究其在50%、阝%和100%风量下的最佳工况。本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或
5、撰己在文中作了明确说明。写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担`廴口日学位论文作者签名:氓日期:20∫‘·f川四西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要钻爆法施工将产生大量粉尘，除尘器技术作为隧道粉尘综合防治方法的一种，拥有良好的效益，在国内外隧道施工中得以推广。滤筒除尘器作为隧道除尘车的工作部分，其内部流场分布将直接影响隧道粉尘的处理效率。本文以滤筒除尘器为研究对象，结合某钻爆法隧道，基于气流组织的均匀性对除尘器内部结构展开了研究，主要内容如下：（1）以虹梯关隧道为背景，根据隧道产尘机理以及通风
6、除尘要求，对隧道除尘车展开总体设计，计算确定了滤筒除尘器的处理风量、过滤风速、过滤面积等主要性能参数，依据参数合理选型及布置。（2）研究滤筒过滤机理，基于经典过滤理论，建立纤维过滤模型，分析粉尘直径、过滤速度、纤维直径等对过滤效率的单因素影响。介绍流体分析和优化设计所用的方法理论，为流场模拟及优化奠定基础。（3）分别建立滤筒顺序排列和错序排列的除尘器模型，在Fluent中模拟比较滤筒在不同布置方式下气流组织的速度分布、压力分布以及流量分布，并选用均匀性较高的布置方案。（4）为进一步提高滤筒除尘器的气流均匀性，基于均匀设计方法，对除尘器进行优化设计。以综合流量不均幅值为
7、指标，导流板和出风口的结构参数为变量，进行16组试验，采用多元回归分析试验结果，构建关于导流装置结构参数的回归方程，将结构优化问题转化为有约束最小值问题。对比分析滤筒除尘器优化前后的流场，与优化设计的结果相互验证。（5）滤筒除尘器优化后，模拟不同工况下的流场分布，探究其在50%、75%和100%风量下的最佳工况。关键词：钻爆法隧道；滤筒除尘器；气流分布；均匀设计；回归分析西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractAlargeamountofdustwillbeproducedinthedrillingandblastingtunnel.T
