【摘 要】
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ZWP-80型雾炮是一种喷雾降尘设备,常用于矿场、发电厂、建筑工地、公路等多粉尘的作业场地。该降尘雾炮是参照风机的结构并结合工程实践经验设计而成的,从目前的现场使用效果来看,还存在一些问题,需要改进优化,如射程短、覆盖面积小、降尘效果差等问题。为提高该雾炮的工作性能,本文对其几何结构进行理论计算,并基于计算流体力学（CFD）对计算模型进行仿真,利用单因素试验和正交试验确定ZWP-80型雾炮最佳的结
【基金项目】
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校企合作项目“ZWP-80型智能雾炮结构优化”；
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ZWP-80型雾炮是一种喷雾降尘设备,常用于矿场、发电厂、建筑工地、公路等多粉尘的作业场地。该降尘雾炮是参照风机的结构并结合工程实践经验设计而成的,从目前的现场使用效果来看,还存在一些问题,需要改进优化,如射程短、覆盖面积小、降尘效果差等问题。为提高该雾炮的工作性能,本文对其几何结构进行理论计算,并基于计算流体力学（CFD）对计算模型进行仿真,利用单因素试验和正交试验确定ZWP-80型雾炮最佳的结构参数优化方案。通过合理有效的实验,验证仿真结果的正确性;对比雾炮结构参数优化前后的降尘性能,证明结构优化方案的可行性。本文主要工作内容如下:（1）对雾炮的工作原理和设计理论进行研究,确定雾炮采用孤立叶型设计法和等环量设计法,并对其关键结构参数进行理论计算。分析雾炮的流量、压力、功率和效率等主要特性参数,为后续对降尘性能的判定提供参考。（2）利用ANSYS中Fluent模块对初始雾炮降尘过程进行模拟仿真,得到雾炮内、外流场的流动状态和相应的数据;通过对雾炮的仿真结果进行分析,得到雾炮降尘性能数据和结构上存在的问题,为后续的研究提供了出发点和方向。（3）对雾炮各结构参数（风筒形状、风筒出口直径、风筒长度、扇叶数量、扇叶安装角、叶轮与入口距离、导流叶形状、导流叶数量、导流叶长度）进行单因素仿真试验确定各因素的最佳值或取值范围;对相互关联的结构因素,基于正交试验法进行仿真试验,提出雾炮降尘性能的综合指标计算公式,得到各参数的影响顺序为:风筒出口直径＞叶轮与入口距离＞导流叶形状＞风筒长度＞导流叶长度＞导流叶数量,并通过回归分析得出雾炮结构参数最佳优化方案,最佳优化方案下的雾炮比初始雾炮综合性能提高了31.92%。（4）基于现场的实验条件,分析各结构因素对雾炮降尘性能的影响,并将初始雾炮和优化后的雾炮进行对比实验,分析实验结果得到优化后的雾炮相对于初始雾炮,其射程提高了25.37%,出口风速提升了15.95%,优化后的雾炮降尘效果提升显著,雾炮结构优化方案是正确和高效的。本文通过理论分析、模拟仿真与样机实验三者相结合的方法,研究ZWP-80型雾炮的结构对降尘性能的影响,得出雾炮结构最佳设计方案。研究结果丰富了ZWP-80型雾炮的理论内容,对于提高雾炮的研制水平和降尘性能具有一定的参考意义。图[58]表[30]参[91]
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