【摘 要】
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坚果产品加工的过程中会产生大量夹带油烟、细小灰尘及水汽等物质的废气,为避免对人体和环境造成危害,需对废气及时处理。使用的除尘器需适应废气粘性高、湿度大等特性。市面上可解决湿粘性气体的除尘器如湿式电除尘设备,占地面积大、投资及运行成本较高,对大多数坚果加工企业不适用。因此,本文从坚果加工废气除尘器的功能原理、外观造型和结构合理性三方面入手,创新设计出一款复合式除尘器:旋风式旋转滤筒除尘器方案。首先,
【基金项目】
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校企合作项目“坚果烘干废气净化方案创新研究”,合作公司为河北省天元星食品设备有限公司；
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坚果产品加工的过程中会产生大量夹带油烟、细小灰尘及水汽等物质的废气,为避免对人体和环境造成危害,需对废气及时处理。使用的除尘器需适应废气粘性高、湿度大等特性。市面上可解决湿粘性气体的除尘器如湿式电除尘设备,占地面积大、投资及运行成本较高,对大多数坚果加工企业不适用。因此,本文从坚果加工废气除尘器的功能原理、外观造型和结构合理性三方面入手,创新设计出一款复合式除尘器:旋风式旋转滤筒除尘器方案。首先,本文对尘气处理相关典型产品进行了功能结构分析,解构重组后得到坚果加工废气除尘器需要实现的功能结构及可实现各分功能的载体（功能元解）,再应用形态学矩阵组合筛选出可行性高的3个功能原理方案。在此基础上,参考相关典型产品外观造型特征进行外观造型方案创新设计,包括产品的材质、人机交互、造型形态和色彩装饰等,得到5个除尘器概念设计方案。其次,建立机电产品概念方案评价指标体系,通过层次分析法、三角模糊数多属性群决策法进行方案评测与决策,得到旋风式旋转滤筒除尘器方案为优选方案。该方案采用一级旋风除尘和二级滤筒过滤的复合除尘形式,整体主要材料为不锈钢和碳钢,不锈钢占主要视觉,外观造型方案整体感和科技感强。最后,在对旋风式旋转滤筒除尘器方案功能载体结构进行细化设计的基础上,运用Rhino和Pro-E软件对其进行了整体结构设计与原型建立,应用Keyshot软件对外观造型设计方案进行了效果图表达。在常见旋风筒尺寸比例参数基础上设计正交试验表,运用Fluent对除尘器内部气流流场进行了分析,得出原型气流状况较好且压损合适的结构尺寸参数;运用静力学仿真结果说明了筒体及支撑架结构设计的合理性与可行性;通过对旋风式旋转滤筒除尘器原型进行使用情境仿真分析,说明了原型与环境的和谐性及人机交互的合理性。
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