焊接烟尘扩散过程模拟及整流罩优化研究
发布时间：2022-10-08 18:08
由于焊接工艺的特性,在焊接过程中不仅会产生噪声和强光还会产生焊接烟尘。随着焊接的持续进行焊接烟尘的浓度迅速升高,当烟尘浓度超过一定的允许浓度时,就会使焊接作业环境的空气质量下降,并对焊接人员的身体产生不良影响。本文针对这一情况设计制造了一种用于处理焊接烟尘的焊接烟尘净化机,但是在烟尘净化机后期调试阶段发现,烟尘净化机前端整流罩在结构设计上存在不合理的地方。因此,为了优化烟尘净化机前端整流罩的结构,就有必要对焊接烟尘的扩散过程进行研究。本文以Fluent软件为工具,以焊接烟尘为研究对象,基于气固两相流理论,分析了焊接烟尘的性质及特征参数,同时对在扩散过程中焊接烟尘的受力及运动状态进行了分析;研究了数值模拟相关的理论基础,利用Fluent前处理软件ICEM建立了焊接烟尘扩散的几何模型,设置好数值模拟条件及材料属性参数后得到焊接烟尘扩散过程的运动规律;设计了相关实验,验证了数值模拟方法的准确性;然后建立了整流罩结构尺寸的设计依据,利用数值模拟的方法分析了当前整流罩在扩张角设定上存在的问题;最后模拟了扩张角分别在不同角度时的整流罩及吸气管内部流场分布情况,经分析发现:整流罩扩张角在36度时,流...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 焊接烟尘形成机理的研究现状
1.2.2 焊接烟尘扩散过程的研究现状
1.2.3 焊接烟尘控制方法的研究现状
1.3 主要研究内容
第2章 焊接烟尘扩散过程分析及数值模拟理论基础
2.1 引言
2.2 焊接烟尘的性质及特征参数
2.2.1 焊接烟尘的性质
2.2.2 焊接烟尘的特征参数
2.3 焊接烟尘在扩散过程中的受力及运动分析
2.3.1 焊接烟尘在重力作用下的运动
2.3.2 焊接烟尘在分子作用力下的运动
2.3.3 焊接烟尘在外界气流扰动力作用下的运动
2.4 计算流体动力学与FLUENT软件简介
2.4.1 计算流体动力学
2.4.2 FLUENT软件
2.5 焊接烟尘扩散过程数值模拟的理论基础
2.5.1 流体基本方程
2.5.2 数值模拟计算方法
2.5.3 连续相数值计算方法
2.5.4 离散相数值计算方法
2.6 本章小结
第3章 焊接烟尘扩散过程的数值模拟
3.1 引言
3.2 几何模型建立及数值模拟参数设定
3.2.1 几何模型建立及网格的划分
3.2.2 数值模拟参数的设定
3.3 数值模拟结果与分析
3.3.1 模型验证
3.3.2 速度场模拟分析
3.3.3 湍流强度模拟分析
3.4 本章小结
第4章 整流罩结构优化模拟
4.1 引言
4.2 几何模型建立及数值模拟参数设定
4.2.1 几何模型建立及网格的划分
4.2.2 数值模拟参数的设定
4.3 数值模拟结果与分析
4.4 整流罩结构优化模拟
4.4.1 几何模型的建立及网格划分
4.4.2 数值模拟参数的设定
4.4.3 数值模拟结果与分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋风分离器底部施加直管的气固两相流数值模拟[J]. 曹毅,黄志伟,仇汝臣. 当代化工. 2018(01)
[2]收缩管型压电式喷头微滴喷射仿真及实验研究[J]. 魏振先,魏修亭,郭翠平,刘晓飞. 现代制造工程. 2017(12)
[3]新型卧式环流除尘器内湍流特性数值模拟[J]. 郭建章,吕伟永. 机械制造. 2017(10)
[4]扒渣吸尘装置的设计与应用[J]. 常贵阳,张敏之,徐玉强,陈曦,马丽,綦光和. 机械. 2017(09)
[5]大型喷漆机库通风工程设计与作业环境职业病危害控制的调查研究[J]. 商懿. 铁路节能环保与安全卫生. 2017(04)
[6]静电除尘器飞灰颗粒除尘特性的数值研究[J]. 王为术,张春杰,王鑫,郑梦星. 科学技术与工程. 2017(23)
[7]稀疏气固两相槽道湍流中颗粒受力的理论和数值分析[J]. 李振中,魏进家,宇波. 中国科学院大学学报. 2017(02)
[8]直线封边机预铣吸尘罩内部流场分析[J]. 周述君,齐博,赵莉莉. 木材加工机械. 2016(06)
[9]熔化极气体保护焊发尘率研究进展[J]. 卜智翔,鲍升凯,王立世,王若玺. 焊接. 2016(07)
[10]适应市场需求培养实用型焊接人才[J]. 石南辉,杨德云,吴奔,郝亮. 国网技术学院学报. 2016(01)
硕士论文
[1]气液固三相分离旋流器参数优选及流场特性研究[D]. 王月文.东北石油大学 2017
[2]新型旋风—过滤除尘器除尘机理及实验研究[D]. 杨五勤.中国矿业大学 2017
[3]电动清扫车的新型清扫装置设计与流场仿真[D]. 彭宇源.江苏大学 2017
[4]密集焊接作业电焊烟尘扩散特性与控制数值模拟[D]. 费振玲.江西理工大学 2015
[5]湿法烟气脱硫除雾效率和流场优化的数值模拟研究[D]. 郝雅洁.东南大学 2015
[6]全封闭散热电机风路内流场和温度场分布仿真及实验分析[D]. 丁立.浙江大学 2015
[7]高大工业整体厂房焊接烟尘控制与置换通风数值仿真平台和试验研究[D]. 王沨枫.湖南工业大学 2011
[8]汽车制造厂焊接车间置换通风气流组织优化数值研究[D]. 贾玲.西安建筑科技大学 2010
本文编号：3688182
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 焊接烟尘形成机理的研究现状
1.2.2 焊接烟尘扩散过程的研究现状
1.2.3 焊接烟尘控制方法的研究现状
1.3 主要研究内容
第2章 焊接烟尘扩散过程分析及数值模拟理论基础
2.1 引言
2.2 焊接烟尘的性质及特征参数
2.2.1 焊接烟尘的性质
2.2.2 焊接烟尘的特征参数
2.3 焊接烟尘在扩散过程中的受力及运动分析
2.3.1 焊接烟尘在重力作用下的运动
2.3.2 焊接烟尘在分子作用力下的运动
2.3.3 焊接烟尘在外界气流扰动力作用下的运动
2.4 计算流体动力学与FLUENT软件简介
2.4.1 计算流体动力学
2.4.2 FLUENT软件
2.5 焊接烟尘扩散过程数值模拟的理论基础
2.5.1 流体基本方程
2.5.2 数值模拟计算方法
2.5.3 连续相数值计算方法
2.5.4 离散相数值计算方法
2.6 本章小结
第3章 焊接烟尘扩散过程的数值模拟
3.1 引言
3.2 几何模型建立及数值模拟参数设定
3.2.1 几何模型建立及网格的划分
3.2.2 数值模拟参数的设定
3.3 数值模拟结果与分析
3.3.1 模型验证
3.3.2 速度场模拟分析
3.3.3 湍流强度模拟分析
3.4 本章小结
第4章 整流罩结构优化模拟
4.1 引言
4.2 几何模型建立及数值模拟参数设定
4.2.1 几何模型建立及网格的划分
4.2.2 数值模拟参数的设定
4.3 数值模拟结果与分析
4.4 整流罩结构优化模拟
4.4.1 几何模型的建立及网格划分
4.4.2 数值模拟参数的设定
4.4.3 数值模拟结果与分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋风分离器底部施加直管的气固两相流数值模拟[J]. 曹毅,黄志伟,仇汝臣. 当代化工. 2018(01)
[2]收缩管型压电式喷头微滴喷射仿真及实验研究[J]. 魏振先,魏修亭,郭翠平,刘晓飞. 现代制造工程. 2017(12)
[3]新型卧式环流除尘器内湍流特性数值模拟[J]. 郭建章,吕伟永. 机械制造. 2017(10)
[4]扒渣吸尘装置的设计与应用[J]. 常贵阳,张敏之,徐玉强,陈曦,马丽,綦光和. 机械. 2017(09)
[5]大型喷漆机库通风工程设计与作业环境职业病危害控制的调查研究[J]. 商懿. 铁路节能环保与安全卫生. 2017(04)
[6]静电除尘器飞灰颗粒除尘特性的数值研究[J]. 王为术,张春杰,王鑫,郑梦星. 科学技术与工程. 2017(23)
[7]稀疏气固两相槽道湍流中颗粒受力的理论和数值分析[J]. 李振中,魏进家,宇波. 中国科学院大学学报. 2017(02)
[8]直线封边机预铣吸尘罩内部流场分析[J]. 周述君,齐博,赵莉莉. 木材加工机械. 2016(06)
[9]熔化极气体保护焊发尘率研究进展[J]. 卜智翔,鲍升凯,王立世,王若玺. 焊接. 2016(07)
[10]适应市场需求培养实用型焊接人才[J]. 石南辉,杨德云,吴奔,郝亮. 国网技术学院学报. 2016(01)
硕士论文
[1]气液固三相分离旋流器参数优选及流场特性研究[D]. 王月文.东北石油大学 2017
[2]新型旋风—过滤除尘器除尘机理及实验研究[D]. 杨五勤.中国矿业大学 2017
[3]电动清扫车的新型清扫装置设计与流场仿真[D]. 彭宇源.江苏大学 2017
[4]密集焊接作业电焊烟尘扩散特性与控制数值模拟[D]. 费振玲.江西理工大学 2015
[5]湿法烟气脱硫除雾效率和流场优化的数值模拟研究[D]. 郝雅洁.东南大学 2015
[6]全封闭散热电机风路内流场和温度场分布仿真及实验分析[D]. 丁立.浙江大学 2015
[7]高大工业整体厂房焊接烟尘控制与置换通风数值仿真平台和试验研究[D]. 王沨枫.湖南工业大学 2011
[8]汽车制造厂焊接车间置换通风气流组织优化数值研究[D]. 贾玲.西安建筑科技大学 2010
本文编号：3688182
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