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《河北科技大学》 2016年
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基于生物质燃料的防盗门涂层固化系统设计与研究

张朝  
【摘要】:粉末静电喷涂技术是一种重要的涂装技术,固化工艺是粉末静电喷涂工艺的重要组成部分,而固化系统的优劣是固化工艺能否顺利进行的先决条件,合理的固化系统设计对节能降耗也具有相当可观的影响。为了节能降耗,提高性能,有必要设计一种新型粉末静电喷涂固化装置。本文设计了一套基于生物质燃料的防盗门涂层固化系统,主要包括压缩生物质颗粒燃烧炉、换热装置和粉末静电喷涂固化炉,并使用Fluent软件用数值模拟的方式对上述装置的性能进行了分析优化。在对压缩生物质颗粒燃烧炉的设计中,引入旋流燃烧的思想,设计出结构简单的生物质燃烧炉以满足性能要求,并将理论计算的烟气参数与数值模拟得到的烟气参数进行比较;将换热装置集成设计于压缩生物质颗粒燃烧炉的外部,提高了系统整体换热效率的同时减小了占地空间,并通过数值模拟得到了不同空气进口条件下相应的空气出口温度和烟气出口温度,用于对粉末静电喷涂固化炉与换热装置耦合的性能研究;在粉末静电喷涂固化炉中设计了带隔板的空气分布器和“回”字形烟道,且在空气分布器中设置了横向、纵向隔板,并在分布孔位置设置呈固定角度折弯的导流板,并且通过对带有不同导流板夹角的模型进行数值模拟得到了最佳的导流板夹角大小;最后对换热装置和空气分布器隔板的设计必要性进行了分析说明。研究结果表明,本文设计的基于生物质燃料的防盗门涂层固化系统能够达到粉末静电喷涂固化的工艺要求,同时能够有效提高固化系统的性能,在很大程度上降低能耗。
【关键词】:粉末静电喷涂 固化系统 生物质燃料 结构设计 数值模拟
【学位授予单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TQ639.2
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第1章 绪论9-19
  • 1.1 研究背景9-11
  • 1.2 国内外研究现状11-15
  • 1.2.1 静电粉末喷涂固化系统研究现状11-13
  • 1.2.2 生物质燃烧炉数值模拟研究现状13-15
  • 1.3 本文研究的固化系统简介15-16
  • 1.4 本文研究内容和研究方法16-19
  • 1.4.1 本文研究内容来源16
  • 1.4.2 主要研究内容与研究方法16-19
  • 第2章 固化系统的整体设计19-27
  • 2.1 整体工艺流程设计19-20
  • 2.2 生物质燃烧炉及换热装置结构设计20-22
  • 2.3 固化炉结构设计22-25
  • 2.4 参数要求25-26
  • 2.5 本章小结26-27
  • 第3章 数值模拟的软件与数学模型27-35
  • 3.1 数值模拟的计算软件27-29
  • 3.1.1 前处理工具简介27-28
  • 3.1.2 Fluent软件简介28-29
  • 3.1.3 后处理工具简介29
  • 3.2 数值模拟涉及到的主要数学模型29-33
  • 3.2.1 湍流模型29-30
  • 3.2.2 传热模型30-31
  • 3.2.3 辐射模型31-32
  • 3.2.4 多孔介质模型32-33
  • 3.2.5 化学反应模型33
  • 3.3 本章小结33-35
  • 第4章 压缩生物质颗粒燃烧炉的数值模拟35-45
  • 4.1 燃烧理论简介35
  • 4.2 生物质燃烧炉数值模拟35-43
  • 4.2.1 热量衡算35-38
  • 4.2.2 数值模拟方法与所用模型38
  • 4.2.3 数值模拟模型的建立38-40
  • 4.2.4 数值模拟结果与分析40-42
  • 4.2.5 数值模拟结论42-43
  • 4.3 本章小结43-45
  • 第5章 换热装置的数值模拟45-51
  • 5.1 研究意义45
  • 5.2 换热装置数值模拟45-49
  • 5.2.1 数值模拟方法与所用模型45-46
  • 5.2.2 数值模拟模型的建立46-47
  • 5.2.3 数值模拟结果与分析47-49
  • 5.3 数据拟合49-50
  • 5.4 本章小结50-51
  • 第6章 粉末静电喷涂固化炉的数值模拟51-61
  • 6.1 研究意义51
  • 6.2 固化炉数值计算模型51-52
  • 6.3 模拟结果与分析52-58
  • 6.3.1 固化炉内升温速度52-55
  • 6.3.2 固化炉内空气流场分布55
  • 6.3.3 固化炉内温度分布55-57
  • 6.3.4 固化炉加热均匀性分析57-58
  • 6.4 对结构必要性的研究58-60
  • 6.4.1 对换热装置必要性的研究58-59
  • 6.4.2 对空气分布器隔板必要性的研究59-60
  • 6.5 本章小结60-61
  • 结论61-63
  • 参考文献63-67
  • 攻读硕士学位期间所发表的论文67-69
  • 致谢69

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