[發(fā)明專利]一種基于CFD設(shè)計(jì)掃路車氣力輸送系統(tǒng)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510696368.0
• 申請日: 2015-10-23
• 公開（公告）號: CN105239522B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇暉;曾衍壽;王鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 福建龍馬環(huán)衛(wèi)裝備股份有限公司
• 主分類號: E01H1/08
• 分類號: E01H1/08
• 代理公司: 福州君誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司35211
• 代理人: 戴雨君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流體機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于CFD(Computationalfluiddynamics，計(jì)算流體力學(xué))的掃路車氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

如圖1所示，掃路車氣力輸送系統(tǒng)主要包括集成箱01、風(fēng)機(jī)02、吸筒03和吸嘴04。掃路車采用真空負(fù)壓吸塵，由風(fēng)機(jī)02對集塵箱01抽吸產(chǎn)生負(fù)壓，集塵箱01通過吸筒03連接吸嘴04，吸嘴04在路面形成負(fù)壓，捕獲路面垃圾。

目前，掃路車氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要依靠經(jīng)驗(yàn)，先制造樣機(jī)，然后對樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行改進(jìn)，循環(huán)往復(fù)多次，逐漸達(dá)到一定的性能要求。樣車生產(chǎn)費(fèi)用及試驗(yàn)費(fèi)用都很高，不利于節(jié)約成本，并且會延長產(chǎn)品的研發(fā)及生產(chǎn)周期。

經(jīng)檢索，至今尚未見基于CFD的掃路車氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的相關(guān)技術(shù)，只有一些文獻(xiàn)提到氣力輸送系統(tǒng)部分組件的CFD優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題，提出了一種基于CFD設(shè)計(jì)掃路車氣力輸送系統(tǒng)的方法，目的在于改變傳統(tǒng)的純粹依靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)氣力輸送系統(tǒng)的方法，將計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)手段融入到氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，進(jìn)行氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，使設(shè)計(jì)者有理論可依，并且可以直觀的觀察氣力輸送系統(tǒng)各部位的流動情況、提取流體參數(shù)，杜絕盲目依靠經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)設(shè)計(jì)方案的可靠性，并提高設(shè)計(jì)的效率，縮短設(shè)計(jì)的周期，降低研發(fā)及試驗(yàn)成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于CFD設(shè)計(jì)掃路車氣力輸送系統(tǒng)的方法，所述掃路車氣力輸送系統(tǒng)包括集成箱、風(fēng)機(jī)、吸筒和吸嘴；所述方法是基于CFD流體模擬軟件實(shí)現(xiàn)，該方法的具體包括以下步驟：

1)建立掃路車氣力輸送系統(tǒng)原始模型；

2)根據(jù)上述掃路車氣力輸送系統(tǒng)原始模型建立除風(fēng)機(jī)外的系統(tǒng)阻力模型，對該系統(tǒng)阻力模型進(jìn)行分析優(yōu)化，具體分析優(yōu)化的步驟如下：

a、建立上述系統(tǒng)阻力模型，導(dǎo)入CFD前處理器，劃分網(wǎng)格，設(shè)置風(fēng)機(jī)入口與集塵箱連接處截面為“pressure-outlet”，吸嘴周邊拓展區(qū)域入口面為“pressure-inlet”，生成網(wǎng)格文件，導(dǎo)入CFD求解器；

b、在CFD求解器中，“pressure-outlet”值為預(yù)估的負(fù)壓，“pressure-inlet”值為0Pa，選用穩(wěn)態(tài)壓強(qiáng)基求解器、標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程湍流模型、選用simple控制方程、設(shè)置控制參數(shù)和殘差控制，進(jìn)行運(yùn)算分析；

c、對系統(tǒng)阻力模型進(jìn)行優(yōu)化，通過改變系統(tǒng)阻力模型的尺寸、形狀、光滑過渡的方法，減小或消除湍流強(qiáng)度大的區(qū)域，并根據(jù)集塵箱存在的渦流區(qū)較小，集成箱內(nèi)部氣流速度較低，而且集成箱內(nèi)部的底部為低速區(qū)域?yàn)檫x取標(biāo)準(zhǔn)，選取出若干個優(yōu)化的系統(tǒng)阻力模型；

d、從原始的系統(tǒng)阻力模型與多個優(yōu)化的系統(tǒng)阻力模型中選出較好的若干個模型，具體方法如下：通過模擬畫出每個模型的系統(tǒng)阻力曲線，選取曲率最低同時靜壓變化緩和、突變少，而且吸嘴底部氣流速度≥公式1中U，且分布較廣，吸筒內(nèi)部的氣流速度≥公式1中V₀，且分布較廣的若干個模型；