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《长春工业大学》 2017年
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液压活塞式混凝土输送泵防堵机构的设计与分析

冉杰娃  
【摘要】:混凝土输送泵因满足当前国内提出的节能减排、绿色环保、高效工作等要求,在建设工程施工中得到广泛应用,但在泵送施工中经常出现的堵塞,会影响工程进度和质量,需要亟待解决。为解决泵送施工中出现的堵塞问题,本文分析混凝土在流道流动时发生堵塞的机理,设计一种防堵机构来实现混凝土的顺畅泵送。首先,分析了泵送混凝土堵塞的机理,参考液压活塞式混凝土输送泵的相关技术参数,完成防堵机构中各关键构成元件的设计。运用ANSYS Workbench软件分析防堵机构中主要传动元件在泵送施工状态下的受力情况;分析结果表明,滚珠丝杠副的应力、应变均在泵送施工的安全使用范围内。此外,从提高混凝土泵送机械效率的角度出发,运用MATLAB对防堵机构中螺旋叶片的螺距进行优化设计,提高混凝土泵送效率。其次,根据流体流变原理,研究混凝土流体的运动特征。由混凝土的流动特征以及多相流数值模拟理论,建立适合泵送混凝土多相流的数值模型。选用FLUENT流体模拟软件,模拟添加防堵机构前、后混凝土输送缸内的流场,并对模拟结果进行对比分析。分析结果表明,添加防堵机构后混凝土输送缸内流场分布更均匀。最后,通过理论计算,分析了防堵机构中S管道几何参数的改变对压力损失和混凝土流动特性的影响。根据混凝土的泵送理论,构建S管道内流体的数值模型,并结合正交试验优化设计法,在FLUENT软件中保持边界条件不变,对模型进行多次数值模拟,实现S管道各几何参数的优化设计。将优化前后数值模拟结果进行对比分析,分析结果表明,优化后S管道内混凝土流场分布均匀,压力损失明显减小,保证混凝土流体流动的顺畅性,降低混凝土堵塞S管道的可能性。
【学位授予单位】:长春工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU646

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