自动抹墙机砂浆喷射装置优化设计

摘要

自动抹墙机具有自动化程度高、施工效率高、施工质量好等优点，它能保障施工人员人身安全，减少施工事故。自动抹墙机是目前建筑行业中强大的施工设备，更是未来建筑行业发展的必然趋势。自动抹墙机砂浆喷射装置是自动抹墙机的核心部分，是国内外自动抹墙机研究的重中之重。本文以新型自动抹墙机为课题背景，以新型自动抹墙机砂浆喷射装置为研究对象，运用流体仿真软件Fluent进行数值模拟仿真，深入了解自动抹墙机砂浆喷射装置内流场中各相速度和体积分数的分布情况，并在此基础上通过仿真分析得到砂浆喷射装置各结构参数对自动抹墙机砂浆喷射装置喷射效果及性能的影响，论文具体工作如下:
　　(1)提出了一种新型自动抹墙机的设计方案。对新型自动抹墙机进行功能分析，然后基于自动抹墙机的功能需求，确定了新型自动抹墙机的结构组成。与传统抹墙机相比，新型抹墙机移动方便，喷涂刮平一体化，而砂浆喷射装置多空气入口的设计解决了传统单入口喷涂不均匀的问题，可以使砂浆和压缩空气更加快速的混合。
　　(2)建立了自动抹墙机砂浆喷射装置内流场的数学模型。通过分析砂浆的流体性质确定了砂浆的流动状态。利用Fluent确定了数值模拟方法、控制方程、多相流模型、边界条件以及方程离散形式，为之后对自动抹墙机砂浆喷射装置内流场的仿真分析提供了基础。
　　(3)运用流体仿真软件Fluent对自动抹墙机砂浆喷射装置内流场进行仿真分析。通过分析得到了空气相和砂浆相的速度和体积分数的云图和曲线图，掌握了自动抹墙机砂浆喷射装置内流场中各相的速度及体积分数的情况，为下一步结构参数的优化做准备。
　　(4)利用流体仿真软件Fluent对自动抹墙机砂浆喷射装置的结构参数进行优化设计。在不同的压缩空气入射角、压缩空气入口数、喷嘴前端长、宽、厚情况下对内流场进行仿真分析，明确了各项结构参数的变化对砂浆喷射效果和喷射性能的影响，从而选出了最合适的结构参数。

目录

声明

摘要

1．1 课题背景与研究意义

1．2 国内外相关领域的研究现状

1．2．1 自动抹墙机研究现状

1．2．2 异形喷嘴研究现状

1．3 课题调研

1．4 本章小结

第2章 新型自动抹墙机总体设计

2．1 新型自动抹墙机需求与功能分析

2．2 新型自动抹墙机原理

2．2．1 新型自动抹墙机结构

2．2．2 新型自动抹墙机驱动与传动

2．2．3 新型自动抹墙机控制部分

2．2．4 新型自动抹墙机工作流程

2．3 本章小结

第3章 混合流体数值模拟理论与方法

3．1 混合流体的流动状态

3．1．1 砂浆的流动状态

3．2 混合流体数学模型

3．2．1 混合流体数值模拟方法

3．2．2 流体动力学控制方程

3．2．3 Fluent中多相流分析模型

3．2．4 边界条件

3．3 Fluent原理

3．3．1 流体区域的离散

3．3．3 流场迭代求解方法

3．4 本章小结

第4章 砂浆喷射装置流场数值模拟

4．1．2 边界条件

4．2 砂浆喷射装置仿真结果分析

4．2．1 速度场分析

4．2．2 相体积分数分析

4．2．3 速度均匀度分析

4．2．4 成分均匀度分析

4．3 本章小结

第5章 砂浆喷射装置优化设计

5．1 砂浆喷射装置喷枪部分优化设计

5．1．1 压缩空气入射角优化设计

5．1．2 压缩空气入口数优化设计

5．2 砂浆喷射装置喷嘴部分优化设计

5．3 本章小结

6．1 主要工作与总结

6．3 创新点

6．2 不足与展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

附录3 图纸