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基于数值模拟的喷涂工作室热环境保障系统的研究

王锡范  
【摘要】:热喷涂技术是一种表面强化技术,其工作环境处于充满惰性气体的常压密闭室内,在工作初期需要抽真空,工作过程中将产生大量的热量,这部分热量若不能及时带走,将导致喷涂设备的停机。基于此,本文研发出一套喷涂工作室热环境保障系统。 受喷涂工作室操作空间的限制,采用室外循环的方式带走工作室内的发热量。空调机组的蒸发器需要直接放入空调风管内,为了便于空调风管的布置,对蒸发器结构进行了重新设计,既使它与室外机相匹配,又能够缩小其几何尺寸,以利于风管的布置。建立喷涂工作室内空气流动与传热的物理模型和数学模型,采用AIRPAK软件对不同位置送、回风口情况下的室内流场和温度场进行数值模拟,最终确定喷涂工作室内的气流组织,预测出合适的送回风位置及尺寸,从而保证喷涂工作室内释放的热量迅速排走。喷涂工作室的工作特性要求通风管道必须耐负压,因此在风管设计过程中,建立风管结构和蒙皮结构的物理模型和数学模型,采用ANSYS软件对不同的风管结构方案和蒙皮结构方案进行强度及挠度计算,确定适宜的风管结构和蒙皮结构,保证风管在抽真空期间具有足够的强度和密封性。按照上述研究设计思路,研发的喷涂工作室热环境保障系统已经在现场进行了安装调试,目前运行情况良好。 本文的研究为热喷涂技术的推广应用提供了热环境的保障,其研究成果可以向相关领域进行推广


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