吸扫式扫路车总体设计及气力输送系统研究

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随着国民经济的发展,城市化进程的加快,人们生活水平普遍提高,人们对环境质量的要求也越来越高。各地各级政府出于对城市环境保护以及投资环境改善的需要,在城市环卫方面的投入力度不断增大,城市环卫的机械化和自动化得到普遍认同。扫路车作为城市道路环卫的重要工具,在各大中小城市已得到广泛的应用,而吸扫式扫路车凭借其出色的清扫和除尘性能更是异军突起,占有扫路车市场95%的份额。本文首先对吸扫式扫路车的总体结构形式以及设计方法进行介绍。吸扫式扫路车一般由汽车底盘、副发系统、副车架、液压系统、洒水系统、电气控制系统、气力输送系统、清扫作业装置等八大系统组成,其中汽车底盘、副发动机、液压元件以及电气控制设备都是主要的外购件,而副车架、气力输送系统以及清扫作业装置都是主要的结构件。各系统的设计参数都需要根据扫路车总体设计参数确定,并通过确定的设计参数选取合适的外购件,最后对初步选定的外购件进行校核以及相关的匹配计算。其次,对吸扫式扫路车气力输送系统的结构形式及设计方法进行总结。吸扫式扫路车的气力输送系统主要由吸嘴、垃圾箱、风机、除尘系统和风道五部分组成。其中吸嘴和除尘系统是气力输送系统的设计核心,其性能的优劣将直接决定扫路车的工作效果。文章以循环式气力输送系统为例,详细介绍循环反吹吸嘴和离心除尘器的设计方法。吸嘴的长宽高取决于扫路车的清扫宽度以及所需清扫垃圾颗粒的粒径,一般来说清扫宽度越宽、垃圾粒径越大吸嘴的总体尺寸就越大,有时为了提高吸嘴的吸尘效率还在吸嘴内部设置后反吹结构以及滚扫。离心除尘器是在现有通用离心除尘器的结构上加以改进使之能够适合扫路车的空间尺寸并在此基础上达到扫路车的除尘性能要求。再次,对气力输送系统进行理论研究和仿真分析。理论研究方面首先对空气的物理性质及其流动状态进行研究,然后对尘粒的物理性质及其启动和悬浮机理进行研究,并以此为理论依据确定气力输送系统的风量和风压。仿真分析方面采用实体建模并对其划分网格施加边界,最后导入CFD仿真软件中进行流体仿真。仿真基于有限体积法选择非结构化网格对模型进行网格划分并采用k-ε湍流模型建立吸嘴气相计算模型。通过对几种设计方案进行比较选择最优设计方案,并通过调整最优设计方案的结构参数确定结构变化对气体流场的影响,最终确定最合理的设计结构。最后,对全文内容进行总结归纳,提出文章中的不足并对日后的工作进行了展望。
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