路面铣刨旧料负压回收多相流耦合仿真与应用研究

来源 :济南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:oraclenienan
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随着我国公路通车里程的不断增加,大量沥青路面已经进入大修养护阶段。目前铣刨工艺已成为沥青混凝土路面大修的主要施工方式,广泛应用于含粉尘颗粒物输送的气力输送方式逐渐应用于公路铣刨后旧料的输运,可在实现较高输送效率的同时满足环保性要求。由于铣刨后的沥青混凝土旧料形状尺寸不规则且易与管道发生碰撞,旧料的气力输送过程相对复杂,基于气流和旧料的相互作用过程展开影响旧料输送的关键因素研究对提高旧料气力输送效果具有重要意义。针对铣刨参数和旧料输送管道结构的不匹配及灰尘颗粒输送参数的不合理选择对旧料气力输送效果的不利影响,借助两相流耦合仿真模拟和特征参数测量试验,本文针对影响沥青混凝土旧料输送效果的管道结构和输送参数开展了以下研究工作:(1)基于沥青混凝土铣刨旧料的特征参数和铣刨鼓的具体结构,建立了铣刨系统和旧料运动参数之间的运动学方程,同时对影响气固两相流输送的关键参数进行了测量,并通过试验验证仿真准确性,采用网格无关性验证确定过滤部分网格的最佳数量,保证混凝土旧料气力输送的两相流模拟具有较高的效率和准确性。(2)建立了沥青混凝土旧料气力输送的管道模型,基于铣刨参数与沥青混凝土旧料输送特征的关系,研究了颗粒速度、抛料角度、铣刨质量流量对回落率和输送速度的影响,分析了气流和旧料之间的相互作用。改变锥形管道A锥度和弯曲管道B弯径比,研究了关键结构和破碎沥青混凝土输送之间的关系。研究发现,在优化结构和优选的参数下,旧料回落率下降11.71%,且末端输送速度为4.96m/s。(3)在不同灰尘颗粒进给率和颗粒初速度下,分析了灰尘颗粒在褶皱滤网中堵塞率和颗粒沉降速度的影响,研究了颗粒堆积高度对流体区的影响。结果表明,灰尘颗粒应在避开250-750g/s进给率的同时选择3-6m/s的初始颗粒速度以达到较低的滤网堵塞率和较快的沉降速度,且初始颗粒速度越低,灰尘颗粒沉降速度越快,滤网堵塞率越低。灰尘颗粒在滤网中的堵塞主要发生在入口侧,因此滤网位置应避开灰尘颗粒入口位置以避免不均匀性的增加。灰尘颗粒沉积高度的增加不利于灰尘颗粒在沉积箱中的沉降,及时清理过滤箱中灰尘颗粒有利于滤网过滤性能的提高。
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