潜孔钻机捕尘罩流场与结构优化

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1、万方数据中图分类号UDCTUl2262l硕士学位论文学校代码—四533密级垒珏潜孑L钻机捕尘罩流场与结构优化DustcatchingcoverofDown—the·holedrill’Sflowfieldandstructureoptimization作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：曹亚鹏机械工程机电液一体化机电工程学院周宏兵副教授论文答辩日期≯仟．，．／7中南大学2014年5月答辩委员会主万方数据学位论文原创性声明【Ulllllllllilllllllllll(illill(1lllll(iiY2686829本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研

2、究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：邋臁迎年』月上日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或

3、其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：逊日期：赳年』月1日导师签名皿绉、日期：泄年上月卫日万方数据潜孔钻机捕尘罩流场与结构优化摘要：潜孔钻机捕尘罩是除尘系统的重要部件，目前国内捕尘罩在实际工作中存在严重的泄漏问题。为减少粉尘污染，提高捕集效率，结合湖南省科技计划重点项目“一体化液压潜孔钻机”，本文以SWDEl20型潜孔钻机捕尘罩为研究对象，系统地研究捕尘罩内部流场以及结构参数对捕尘罩的影响。通过pro／e软件建立潜孔钻机捕尘罩的简化实体模型，模拟捕尘罩内部复杂流场，运用计算流体动力学CFD软件Fluent设置模型的计算域网格和湍流模型，对捕尘罩气相流场进行数值

4、模拟分析。对捕尘罩的不同结构参数(筒体高度H、筒体直径D3、排气管倾角A、排气管直径D4和捕尘罩偏移量L)运用仿真软件进行数值模拟分析，研究结构参数与捕集效率之间的关系；以降低捕尘罩的泄漏比例为目的，通过matlab软件运用仿真数据建立多项式回归方程，利用fmincon函数多目标优化求解得出优化结果。针对捕尘罩内气．固两相的捕集性能进行研究，建立优化后的实体模型，采用相问耦合的DPM模型，通过欧拉．拉格朗日模拟方法研究粉尘颗粒在捕尘罩内的分布及运动规律，并研究颗粒参数与操作参数对捕集性能的影响，研究表明随着颗粒浓度与颗粒粒径的增大，捕集效率都逐渐降低。以SWDEl20型潜孔钻机除尘系统为试

5、验平台，在除尘系统气密性良好的条件下进行试验，结果表明不同颗粒浓度对捕集性能的影响规律与数值模拟结果基本一致，有效验证了数值模拟的正确性。关键词：潜孔钻机；捕尘罩；数值模拟；结构优化；流场分析分类号：THl22II万方数据DustcatchingcoverofDown-the-holedrill’SflowfieldandstructureoptimizationAbstract：Down-the-holedrilldustcatchingcoveriSanimportantpartofadustremovalsystem，recentlythereareseriousleaksinthe

6、practicalwork．Toreducedustpollution，improvingcollectionefficiency,combinedwithHunanScienceandTechnologyKeyProject”IntegratedhydraulicDTHdrilling”，basedontypeSWDE120DTHdrillingtocatchdustcoverastheresearchobject，systematicallyresearchdustcatchingcoverinternalflowfieldandtheinfluenceofstructureparam

7、etersofit．EstablishingDTHdrillbypro／esoftwaretocatchdustcoverthesimplifiedphysicalmodel，simulatingdustcatchingcoverinsidethecomplexflowfield，usingthecomputationalfluiddynamicsCFDsoftwareFluentsetgridcomputingdoma