反吹式吸嘴流场数值分析及吸尘效率研究

郗元; 成凯; 娄希同; 程磊; 张钦国; 胡艳娟

doi:10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.016

反吹式吸嘴流场数值分析及吸尘效率研究

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.016

郗元¹,
成凯^1, ,,
娄希同¹,
程磊²,
张钦国¹,
胡艳娟³

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(51405030)

详细信息

作者简介:
郗元(1987-),男,博士研究生,研究方向为工程车辆及专用车系统节能与控制技术,E-mail:xy59135210@163.com

通讯作者:
成凯(1962-),男,教授,博士,博士生导师,研究方向为工程车辆及专用车系统节能与控制技术,E-mail:chengkai@jlu.edu.cn

计量
- 文章访问数: 871
- HTML全文浏览量: 64
- PDF下载量: 414
- 被引次数: 22
出版历程
- 收稿日期: 2014-12-11
- 刊出日期: 2016-01-25

Research on Numerical Analysis and Dust Collection Efficiency of Reverse Blowing Pickup Mouth

摘要

摘要: 为提高扫路车的吸尘效率,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术对反吹式吸嘴流场进行计算,分析结构参数对吸尘效果的影响规律,并结合气固两相流动模型对优化后模型的吸尘效率进行计算.研究表明:吸尘口的直径不大于反吹式吸嘴宽度的 0.47 倍、倾角不大于105时,分别增大吸尘口直径和倾斜角度,均可提高吸尘效率;反吹式吸嘴近地面气流速度大且方向紧贴地面,不存在气流外泄造成的二次污染;车速由 5 km/h 提高到15 km/h 时,总除尘效率下降了27%,其中 45 m 粒径颗粒的分级除尘效率下降了 9%,152 m 粒径颗粒的分级除尘效率下降了 33%.
- 扫路车 /
- 反吹式吸嘴 /
- CFD /
- 气固两相流 /
- 吸尘效率
Abstract: In order to improve dust collection efficiency, the computational fluid dynamics (CFD) technology was used to calculate the flow field of reverse blowing pickup mouth, analyze the structural parameters influence on the dust collection efficiency, and calculate the dust collection efficiency combined with the gas-solid flow model. The results show that when the ratio between outlet diameter and width is less than 0.47 and the dip angle is less than 105,the dust collection efficiency can improved by increasing the outlet diameter and dip angle.Airflow velocity is high and the direction is close to the ground when reverse blowing pickup mouth is near the ground. There is no leakage to bring about secondary pollution. The overall removal efficiency declines by 27%when traveling speed increases from 5 km/h to 15 km/h, in which the grade efficiency of 45 and 152 m particle diameter respectively decrease by 9%and 33%.
- sweeper /
- reverse blowing pickup mouth /
- computational fluid dynamics /
- gas-solid two phase flow /
- dust removal efficiency

HTML全文

参考文献(15)

YU W, LI J, XIANG C, et al. Estimation of PM10 in the traffic-related atmosphere for three road types in Beijing and Guangzhou, China[J]. Journal of Environmental Sciences, 2014, 26(1): 197-204.

LI Yaqin, Wu Wenfu, WANG Junfa, et al. Study on parameter optimization of concave disc copying icebreaking snow sweeper[J]. International Journal of Smart Home, 2014, 8(3): 197-206.

XI Yuan, CHENG Kai, XIAO Tao, et al. Parametric design of reverse blowing pickup mouth based on flow simulation[J]. Journal of Information and Computational Science, 2015, 12(6): 2165-2175.

WALTER S, ULLI-BEER S, WOKAUN A. Assessing customer preferences for hydrogen-powered street sweepers: a choice experiment[J]. International Journal of Hydrogen Energy,2012, 37(16): 12003-12014.

VAZE J, CHIEW F H S. Experimental study of pollutant accumulation on an urban road surface[J]. Urban Water, 2002, 4(4): 379-389.

陈忠基,吴晓元,徐广谱,等. 路面清扫车吸嘴装置的实验研究[J]. 同济大学学报:自然科学版,2001,29(12): 1483-1485. CHEN Zhongji, WU Xiaoyuan, XU Guangpu, et al. Experimental study on suction mouth of vacuum sweeper[J]. Journal of Tongji University: Science and Technology, 2001, 29(12): 1483-1485.

曾广银,李欣峰,肖田元,等. 公路清扫车吸尘系统仿真设计[J]. 系统仿真学报,2004,16(12): 2770-2773. ZENG Guangyin, LI Xinfeng, XIAO Tianyuan, et al. Simulation for the design of dust suction system of highway sweeper[J]. Journal of System Simulation, 2004, 16(12): 2770-2773.

朱伏龙,张冠哲,陈杰. 真空吸尘车吸尘口的流场仿真和结构优化[J]. 机械设计与制造,2008(11): 50-52. ZHU Fulong, ZHANG Guanzhe, CHEN Jie. Flow field analysis and structure optimization of vacuum sweeper suction mouth[J]. Machinery Design Manufacture, 2008(11): 50-52.

杨春朝,章易程,欧阳智江,等. 基于流场模拟的真空清扫车吸尘口的参数设计[J].中南大学学报:自然科学版,2012,43(9): 3704-3709. YANG Chunzhao, ZHANG Yicheng, OUYANG Zhijiang, et al. Parametric design of dust collection port of vacuum sweeper based on flow simulation[J]. Journal of Central South University: Science and Technology, 2012, 43(9): 3704-3709.

WU Bofu, MEN Jinlai, CHEN Jie. Numerical study on particle removal performance of pickup head for a street vacuum sweeper[J]. Powder Technology, 2010,200(1): 16-24.

CHUAH T G, GIMBUN J, CHOONG T S Y, A CFD study of the effect of cone dimensions on sampling aerocyclones performance and hydrodynamics[J]. Powder Technology, 2006,162(2): 126-132.

王福军. 计算流体动力学分析:CFD软件原理与应用[M]. 北京:清华大学出版社,2004:120-123

NICKLING W G. The initiation of particle movement by wind[J]. Sedimentology,1998, 35(3): 499-511.

BAGNOLD R A. The physics of blown sand and desert dunes[M]. New York: William Morrow Company, 1941: 167-181.

朱伏龙. 基于吸尘性能的吸尘口结构研究与流场分析[D]. 上海:上海交通大学机械与动力工程学院,2008.

施引文献

期刊类型引用(14)

1.	鲁耀中，张斌，陈阵. 清扫车吸嘴流场仿真分析及优化设计. 建设机械技术与管理. 2023(04): 75-78 . 百度学术
2.	吴强运，章易程，许彬，郭员畅，宋奈奈，刘凡. 纯吸吸尘与卷吸吸尘仿真对比分析. 真空科学与技术学报. 2020(04): 302-307 . 百度学术
3.	郭员畅，章易程，张鸣凤，许彬，吴强运. 地铁轨间区域吹吸式清扫工作状况的仿真研究. 铁道科学与工程学报. 2020(07): 1857-1864 . 百度学术
4.	张鸣凤，章易程，张方圆，吴强运，刘晓静，郭员畅，刘凡. 吹吸式地铁轨间区域清扫流场的数值分析. 哈尔滨工业大学学报. 2020(09): 137-143 . 百度学术
5.	胡均平，张灵，史天亮，邱显焱. 基于尘粒启动特性的新型吸尘装置流场数值模拟及试验. 中南大学学报(自然科学版). 2020(09): 2442-2450 . 百度学术
6.	胡兴军，张志强，李金成，刘一尘，桑涛，曹庆炜，李天鸿. 基于多目标区间优化算法的吸尘口结构优化. 吉林大学学报(工学版). 2020(06): 1991-1997 . 百度学术
7.	张鸣凤，章易程，张土轩，刘晓静，张方圆，吴强运，刘凡，郭员畅. 吹吸式清扫流场的数值分析. 真空科学与技术学报. 2019(03): 273-278 . 百度学术
8.	黄兴华，王楠，杜永哲. 扫盘控尘吸尘口的流场仿真和参数化设计. 机械设计与制造. 2019(07): 13-16 . 百度学术
9.	黄兴华，叶军一，熊杰. 小型清扫车吸嘴的优化设计与试验. 机械设计与研究. 2019(04): 168-172 . 百度学术
10.	滕达. 木工气力吸尘效率影响因素的实验与理论分析. 价值工程. 2019(27): 162-164 . 百度学术
11.	王志荣，陈欢. 基于FLUENT的工程清扫车机械臂吸嘴分析. 建设机械技术与管理. 2018(04): 58-60 . 百度学术
12.	郗元，肖涛，成凯，赵士祥. 反吹式吸嘴离地间隙数值模拟研究. 机械工程师. 2018(07): 42-43+49 . 百度学术
13.	王悦新，张国胜. 洗扫车气力输送系统两相流仿真研究. 交通节能与环保. 2017(05): 27-30 . 百度学术
14.	翟国栋，程家春，李耀宗，孟俐利，吴飞，徐晨. 液压支架放煤口负压除尘器的结构设计及内部流场模拟研究. 矿业科学学报. 2017(03): 289-293 . 百度学术