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基于虚拟样机的袋式除尘器喷吹性能仿真测试及优化

作　者: 李华
导　师: 刘丽冰
学　校: 河北工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 虚拟样机袋式除尘器喷吹性能仿真测试设计优化
分类号: X701.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着粉尘排放标准的日益严格，袋式除尘器被广泛应用于现代工程各个领域。袋式除尘器工作有过滤和清灰两个主要环节，按照一定的设计周期不断交替构成了完整的除尘工作过程。而清灰效果与喷吹性能的好坏息息相关。长期以来，人们只能从经验观测来评价袋式除尘器的喷吹性能，导致其研发、选型设计及应用阶段因受到多种因素的影响存在很大盲目性。本文分析综合了现代测试技术及数值模拟技术，结合袋式除尘器喷吹性能测试要求，探索出一种基于虚拟样机的仿真测试新方法（VPST）。研究成果的应用可为大型脉冲喷吹式袋式除尘器喷吹机理的探索、喷吹性能的改善及其产品的创新优化研究提供技术参考。论文研究成果主要体现在以下几个方面：(1)分析探讨了目前国内外常用的除尘器喷吹性能测试方法，研究了基于现代测控技术的产品测试方法及仿真技术，提出了面向袋式除尘器产品设计样机模型的喷吹性能数字化测试新方法。(2)论文完成了袋式除尘器喷吹仿真测试系统设计及模型的合理简化，构建了基于数值模拟技术的多工艺参数喷吹过程仿真实验模型。(3)融合先进的虚拟样机技术、计算机仿真技术和现代测试技术，搭建了面向袋式除尘器除尘器喷吹性能的仿真测试系统，完成了基于产品研发平台ANSYSWorkbench的袋式除尘器喷吹性能测试样机模型及仿真实验模型设计，研发了基于LabVIEW测试仪器组态工具软件的通用测试平台，实现了袋式除尘器设计样机喷吹性能数字实验、数据采集处理及分析优化。(4)针对实际产品研发要求，实现了系列袋式除尘器产品喷吹性能测试，并采用正交优化方法，通过对喷吹流量均匀性影响因素的分析，确定了最优的喷吹条件。针对袋式除尘器产品虚拟样机的喷吹性能测试实际应用，证实了研究方法的可行性和有效性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-14
  §1-1 选题背景及意义  9-10
    1-1-1 传统测试存在的问题  9
    1-1-2 课题研究意义  9-10
  §1-2 相关技术国内外研究现状  10-12
    1-2-1 除尘器喷吹性能分析测试技术  10-11
    1-2-2 虚拟样机技术  11-12
    1-2-3 仿真测试技术  12
  §1-3 论文的主要研究内容  12-13
  §1-4 论文结构  13-14
第二章袋式除尘器喷吹性能测试技术研究  14-22
  §2-1 袋式除尘器喷吹机理  14-17
    2-1-1 袋式除尘器喷吹动态过程描述  14-15
    2-1-2 袋式除尘器喷吹系统  15-16
    2-1-3 袋式除尘器喷吹性能影响因素和性能评估  16-17
  §2-2 袋式除尘器喷吹性能物理测试方法研究  17-21
    2-2-1 除尘效率测试  17-18
    2-2-2 剥离力和剥离率测试  18-19
    2-2-3 脉冲阀喷吹效果测试  19-21
  §2-3 袋式除尘器喷吹性能虚拟测试方法研究  21
  §2-4 本章小结  21-22
第三章基于虚拟样机的仿真测试方法基础理论和关键技术  22-29
  §3-1 虚拟样机技术  22-24
    3-1-1 虚拟样机和虚拟样机技术  22
    3-1-2 虚拟样机技术特征  22-23
    3-1-3 虚拟样机工作环境  23-24
  §3-2 仿真测试技术  24-26
    3-2-1 仿真测试技术涵义  24
    3-2-2 仿真测试技术分类  24-26
    3-2-3 仿真测试技术特征  26
  §3-3 基于虚拟样机的仿真测试技术的研究  26-28
    3-3-1 基于虚拟样机的仿真测试方法  26-27
    3-3-2 基于虚拟样机的仿真测试方法工作流程  27-28
  §3-4 本章小结  28-29
第四章基于虚拟样机的袋式除尘器喷吹性能仿真测试研究  29-62
  §4-1 袋式除尘器喷吹性能仿真测试实现方法  29-36
    4-1-1 总体设计思想  29
    4-1-2 喷吹性能分析  29-30
    4-1-3 仿真测试要求  30-31
    4-1-4 边界条件及流场控制方程  31-34
    4-1-5 袋式除尘器喷吹性能仿真测试方案及评价方法  34-36
  §4-2 袋式除尘器喷吹性能仿真测试过程实现  36-54
    4-2-1 虚拟样机模型  36-38
    4-2-2 有限元模型  38-39
    4-2-3 计算模型  39-40
    4-2-4 数值模拟试验结果  40-41
    4-2-5 喷吹性能测试  41-42
    4-2-6 喷吹性能结果分析  42-51
    4-2-7 构建测试数据库  51-54
  §4-3 袋式除尘器喷吹性能仿真测试应用实例  54-61
    4-3-1 喷吹管  54-59
    4-3-2 滤袋区域  59-61
  §4-5 本章小结  61-62
第五章袋式除尘器喷吹气流均匀性的优化设计  62-68
  §5-1 正交试验法  62
    5-1-1 正交试验法含义  62
    5-1-2 正交试验法特点  62
    5-1-3 正交试验设计流程  62
  §5-2 正交试验及结果分析  62-66
    5-2-1 确定试验指标  63
    5-2-2 确定试验因素和水平  63-65
    5-2-3 结果分析  65-66
  §5-3 优化设计  66-67
    5-3-1 基准工况  66
    5-3-2 喷嘴直径修正及分析  66-67
    5-3-3 优化结果  67
  §5-4 本章小结  67-68
第六章结论与展望  68-69
  §6-1 主要结论  68
  §6-2 本文展望  68-69
参考文献  69-72
致谢  72-73
攻读学位期间所取得的相关科研成果  73

基于虚拟样机的袋式除尘器喷吹性能仿真测试及优化

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