城市道路洗扫车降尘率仿真研究.pdf

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1、第31卷第10期计算机仿真2叭4年10月文章编号：1006—9348(2014)lO—019l一05城市道路洗扫车降尘率仿真研究云现杰，杨忠炯，周立强，李洪宾(中南大学机电工程学院，湖南长沙410083)摘要：对城市道路洗扫车沉降室内部结构进行优化能有效提高洗扫车的性能。研究了沉降室结构参数对降尘率的影响规律。利用solidworlcs软件建立沉降室模型，采用ANsYs—cF)【及k一￡双方程模型对沉降室内部流场进行分析及仿真优化，讨论各参数对降尘率的影响规律，然后采用气固两相流理论对其进行仿真验证。结果表明：优化后的沉降室

2、内部结构大大减小了集尘箱尾部和出风口前部的气流速度，提高了降尘效率，为洗扫车沉降室的设计提供了依据。关键词：沉降室；计算流体力学；沉降性能；影响规律；气固两相流中图分类号：1rI“8文献标识码：BSimlllationStudyonD吣tRateofUrb锄RoadSweeperYUNXian—jie，YANGZhong—jiong，ZhOULi—qiang，UHong—bin(CollegeofMecharIicalandElectricalEngineering，CentralsouthUniversity，ChaJlg

3、shaHunan410083，China)ABSTRACT：Thepedb册明ceofurbarIroadsweepercanbeimprovedbyopti“zingtheinteriorsmlcturepa珊netersofsettlingchamber．TheinnuencemlesofstmcturepmmetersoftIlesetⅡingch帅beront11edustratewereinvesti-gated．Solidworkswereusedtobuildthephysicalmodelofsettling

4、chamberinthispaper，ANSYS—CFX粕dk一8two—equationmodelswerealsousedto粕alyzeandoptimizethenowfieldintIledustcollectionch枷berrespective-ly．ThentheiⅢ1uencemles《thepar蛐etersofsetⅡingch锄beronthedustmtech锄cteristicswerediscussed．Fi—nally，basedonsimulation，weusedt}leg鹊一solidn

5、owtIleorytoveri母theexperimentalresults．Theanalysisresultsshowthattheoptimizedsetdingchamberstlllcturec粕reducetheaimowvelocityofthedustboxtail龃dtllefmntoftheoutletgreatly，aJldimpmvetheemciencyofdust，whichcanpmvideabasisforthed鹤i印ofsemingchamber．KEYWoRDS：Setdingcharr

6、Iber；CFD；Semingpe而maIlce；Innuencelaw；Gas—solidnow1引言城市道路洗扫车(以下称洗扫车)是一种利用风机产生的负压工作的新型环卫清扫车辆，其核心是气路系统。气路系统主要由吸尘系统和除尘系统组成，而吸尘系统主要由位于底盘下部的洗扫机构和吸盘组成；除尘系统主要由位于底盘上部的重力沉降室(以下称沉降室)和负压风机组成。沉降室是除尘系统的关键部件，它的结构参数对洗扫车的除尘效率、风机排放及工作可靠性有着至关重要的影响。目前，国内一部分学者进行了探索性研究，文献⋯对全吸式干湿两用扫路车的沉降

7、室流场进行了仿真分析，通过改变不同挡板布置形式，对结构进行优化改进；文献[2]对真空吸尘车的沉基金项目：国家“973”重点基础研究发展计划资助项目(2013CB035400)收稿日期：2叭3—12—28修回日期：2014—0l一28降室流场进行了分析，通过抬高气道高度，将圆弧挡板改成小圆弧过渡的垂直挡板，以及适当加长沉降室空间，得到一个比较好的气路优化模型。文献[3]和文献[4]对吸尘系统和除尘系统组成的气路流场进行仿真分析。上述研究成果对沉降室的设计和生产实践有着重要的指导意义，但均没有对沉降室结构参数对粉尘沉降性能进行研

8、究。为此，本文基于k一￡双方程模型，研究沉降室结构参数对降尘率的影响，对沉降室结构参数进行优化，并用仿真的方法验证优化结果的合理性。2沉降室结构和数学理论基础2．1沉降室结构图1为国内某型洗扫车沉降室安装位置和结构示意图，主要由进风管、挡尘罩、集尘箱、出风口组成。其尺寸为长×宽×高：249