【摘 要】
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气泡水在最近几年越来越受消费者欢迎,尤其在北美、欧洲的饮料市场中。目前手动气泡水机生产出的气泡水口感较差、碳甁气体利用率低、用户操作繁琐。这些问题在目前的市面产品中普遍存在,并且大多数机械式气泡水机无法满足商用场景。鉴于此,本课题设计了一款多功能一体的气泡水机,并且它可以自动产生气泡水。气泡水机的设计包括整机的结构设计、控制系统搭建以及功能系统匹配。本文从气泡水机的结构设计以及性能优化出发,为高性
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气泡水在最近几年越来越受消费者欢迎,尤其在北美、欧洲的饮料市场中。目前手动气泡水机生产出的气泡水口感较差、碳甁气体利用率低、用户操作繁琐。这些问题在目前的市面产品中普遍存在,并且大多数机械式气泡水机无法满足商用场景。鉴于此,本课题设计了一款多功能一体的气泡水机,并且它可以自动产生气泡水。气泡水机的设计包括整机的结构设计、控制系统搭建以及功能系统匹配。本文从气泡水机的结构设计以及性能优化出发,为高性能气泡水机的设计及优化提供了工程实践作用。本文研究的主要内容和结论如下:（1）本文以气泡水机为研究对象,分析了影响气泡水机性能的主要影响因子,完成了气泡水机的各子系统的结构设计和系统装配。（2）本文设计了用于气泡水机的Icebank超级制冷模块,完成了制冷系统核心零部件的参数化计算,确定了制冷系统的充注量;运用反渗透过滤原理,设计了气泡水机水路过滤系统;设计了气泡水的气路系统,选型了合适的零部件以及参数,完成了气泡水机气路模块的搭建,通过整机的结构模块布局和控制系统的设计完成气泡水样机的制作。（3）本文基于结构设计和物理样机制作,搭建了制冷系统的试验台架和过滤系统的水处理试验台架,通过DOE实验测试结果对各子系统的结构参数进行了优化,可以通过增加整机系统的压力值和降低水温提升了整机的性能值,为后续优化提供了实践指导方向。（4）建立了碳化罐的进水过程的流体分析模拟,确定了进水口管道的内部结构尺寸和碳化罐内部结构的布置方案,完成了碳化罐进水嘴的优化设计,分析了碳化罐在极限工况下的应力和应变,校核了碳化罐的强度要求,同步优化蒸发器缩口尺寸,确定了碳化罐内的水温在4℃以下,整机制取气泡水浓度可以达到最大值2.97V/gas,对比优化前后整机的性能提升了33.2%。
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