便携式烘干机的设计及仿真.doc
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1、江苏科技大学 本科毕业设计(论文) 便携式烘干机的设计及仿真The portable clothes dryer design and simulation毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日期: 使用授权说明本人
2、完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由
3、本人承担。作者签名: 日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学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,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期: 年 月 日导师签名: 日期: 年 月 日III毕业设计(论文)题目:便携式烘干机的设计1.课程性质(请在相应的选项上打勾)纵向课题已签约的横向课题对未签约的横向课题实验室建设课题模拟性课题学生自选人文课题2.课题类型(请在相应的选项
4、上打勾)工程设计(实践)理论研究实验研究计算机软件设计综合一、毕业设计(论文)内容及要求(包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等)1、了解便携式衣服烘干机的结构和工作原理; 2、调研收集分析有关资料,进行烘干机总体设计; 3、进行烘干机的详细设计,建立零件的三维模型;4、对烘干机进行流场仿真;VII五、主要参考资料(包括书刊名称、出版年月等):1、吴光中, 宋婷婷, 张毅编著,FLUENT基础入门与案例精通M;电子工业出2、洪如瑾,UG NX4 CAD 快速入门指导M. 北京: 清华大学出版社,2006.123、周俊波, 刘洋等编著;FLUENT 6.3流场分析从入门到精通M.;机械
5、工业出版社 2012.014、成大先. 机械设计手册(第五版)(第4卷)M.北京:化学工业出版社,2008.45、成大先. 机械设计手册(第五版)(第5卷)M.北京:化学工业出版社,2008.4 系(教研室)主任: (签章) 年 月 日 学院主管领导: (签章) 年 月 日摘要随着科学的进步,人类文明不断进入新境界,家庭电气化已经成为人类进步的标志。在我国南方以及国外一些气候比较潮湿的地域,衣物洗涤后往往几日内都不能干燥,然而这时候人们衣服换洗勤快,而衣服又没干的时候,这时候人们面临了没有衣服可换的尴尬。人们可谓是深受其害,这时候,干衣机的出现,在一定程度上缓解了人们对于这种事情的困难,更是给
6、生活在潮湿环境中的人们带来了极大的便利。它既能快速方便的烘干衣物,免除晾晒的麻烦,又可不为连绵阴雨季节、衣物难晾晒、晾衣控件小而烦恼。干衣机在日本以及西方发达国家也已经比较普及。据了解,在日本有70%以上的家庭干衣机是和洗衣机是和洗衣机配套使用的。在中国,尤其是在气候潮湿的南方地区,如同其他家电和工业设备一样,随着人们生活水平的提高,社会的需求也会随之越来越高。本文以便携式烘干机为研究对象,通过调查采用市面上所流通的便携式烘干机所提供的各项数据指标,进行设计。主要设计方向是利用GAMBIT建模,并且利用FLUENT软件对衣物的烘干过程进行仿真模拟。关键词:便携式烘干机;非定常流动;气液三相流;
7、GAMBIT;Fluent。AbstractWith the progress of science and human civilization into a new realm, domestic electrification has become a symbol of human progress in southern China and some foreign climate humid area, usually within a few days can dry after washing clothes, but at that time people clothes o
8、ften, but when no dry clothes again, at that time people faced the embarrassment of no clothes can change people is suffering, at this time, the emergence of a clothes dryer, to a certain extent, ease the difficulty of this kind of thing for people, especially for people living in damp environment h
9、as brought great convenience it can dry the clothes quickly and easily, from air basks in trouble, dont again for the continuous overcast and rainy season difficult to dry clothes washing control little bother dryer has also is popular in Japan and the western developed countries is reported.Based o
10、n portable dryers as the research object, through a survey using the circulation on the market of portable dryer provided data index, design main design direction is to use GAMBIT modeling, and drying process of clothes to make use of FLUENT software simulation.Keywords:Portable dryer; Unsteady flow
11、 dynamic; Gas and liquid phase flow; The GAMBIT; Fluent.目录摘要IVAbstractV第1章 绪论1 1.1 毕业设计的目的及其意义 1 1.2 国内外研究现状及问题 2 1.2.1 烘干机的应用与作用 2 1.2.1 国内外现状 3 1.3 主要研究内容与要求4第2章 便携式衣物烘干机的设计 5 2.1 便携式衣物烘干机的工作原理 5 2.2 总体设计5 2.3 骨架的设计6 2.4 衣物钢架的设计8 2.4.1衣物钢架的强度校核9 2.5 箱体设计10 2.6 烘干机的选择11第3章 烘干机内部流场数值计算 13 3.1 流场数值仿真
12、理论13 3.1.1 连续介质的概念 13 3.2 控制方程14第4章 烘干机流场建模与仿真21总结与展望 33总结 33展望 34致谢 35参考文献 36第1章 绪论随着科学技术的不断进步,人类世界的文明不断攀如新的境界,家庭电气化时代已经成为人类文明与技术进步的标志。但是在我国的南方以及国外一些气候较为潮湿的地域,衣物经过洗涤后常常在之后的几天内都不能干燥,然而若是在这个时候人们新城代谢加快,衣服换洗比较勤快,而衣服又没干的时候,不可能去重新买一件新的衣服的时候,人们可能就面临了没有衣服可换的尴尬。对此,人们可谓是深受其害,也就在这个时候,干衣机的出现,在很大程度上缓解了人们对于这种尴尬事
13、情的困难,更是给生活在潮湿环境中的人们带来了极大的便利。它既能快速方便的烘干衣物,免除晾晒的麻烦,又可不为连绵阴雨季节、衣物难晾晒、晾衣空间小而烦恼。干衣机在日本以及西方发达国家的普及程度也比较高。据调查了解,在日本有70%以上的家庭干衣机是和洗衣机是和洗衣机配套使用的,这些国家的人们往往在洗完衣服后就用烘干机烘干,整个洗衣到烘干的过程只需要一个多小时,方便快捷。在中国,尤其是在气候潮湿的南方地区,干衣机的使用也越来越普遍,可以说干衣机对于国内一些地区的人们来说如同其他家电和工业设备一样,随着人们物质生活水平的提高,社会的需求也会随之越来越高。1.1 毕业设计的目的及其意义干衣机的出现和普及使
14、得人们在很大程度上缓解了人们对于阴雨连绵天气、生活与潮湿干冷地区的人们无法及时晾晒衣物的痛苦。便携式烘干机以其小巧、便携、方便、快速等特点,广受人们的喜爱。其各种特性导致了其在市场上有着广大的市场需求,了解市场需求的企业才能在残酷的市场竞争中立于不败之地,设计一款新型的便携式烘干机的理念便是由此而来,不仅仅是方便客户,也是市场竞争的重要筹码。本文的意义:(1) 建立仿真用烘干机模型,以多面定义完成我们对于仿真的需要。(2) 具体使用GAMBIT建立模型,并运用FLUENT软件对于建立模型的烘干过程进行模拟,使得我们能够客观的对于仿真过程中能否客观的实现对衣物的短时间内烘干有一个具体的认识。(3
15、) 了解并运用非定常流动和两相流、三相流的方正操作(4)熟悉GAMBIT的建模和FLUENT的建模,使得我们对于将来对于各种数据模型的仿真和计算,有较为广泛的认知。1.2 国内外研究现状及问题1.2.1 烘干机的应用与作用烘干机是一种多用途的干燥设备,能够为众多行业提供可靠可行的烘干条件,使用非常广泛。由于其设备原理简单,机构简洁易于制造,被国内外很多的厂家所制造。烘干机使用的广泛性导致了它在各个领域都有不懂类型的烘干机,具体有沙子烘干机、煤泥烘干机、褐煤烘干机、滚筒烘干机、转筒烘干机、矿业烘干机、粮食烘干机等等,覆盖了农业、工业、化工、冶金和矿山等等多个行业。不同的领域对于烘干机的要求也不相
16、同,从其应用的领域来看大致可以用以下几个标准来衡量。一、按被烘干武器状态分类: 可以分为块状物料、带状物料、粒状物料、膏状物料、液体或浆状物料干燥等,在许多情况下,物料的原始状态决定选择烘干机或烘干设备的型式。二、按使用干燥介质的种类分类:对流换热可以分为空气、烟道气、过热蒸汽、惰性气体为干燥介质的烘干设备。传导传热可分为导热油、热水、蒸汽等。三、按烘干机操作压力分:可分为常压式和真空式两类烘干设备。常压烘干设备的传热可以采用任何一种或几种型式同时传热,而真空干燥设备的特点是以传导传热和辐射传热居多,而且多数以间歇生产方式为主,真空干燥设备主要处理热敏性物料和有溶剂回收的物料。四、按烘干机给热
17、量方式分类:按烘干设备给热方式可以分为对流加热干燥设备、传导加热烘干设备、其它(辐射加热、高频加热)以及多种传热方式的烘干机设备等。五、按烘干机的结构分类:按烘干设备的结构可以分为喷雾干燥设备、流化床干燥设备、气流烘干机设备、回转滚筒烘干机、各种箱式烘干机、带式烘干机等。六、按烘干机设备操作方式分类:按烘干机设备操作方式可分为间歇操作和连续操作两类。1.2.1 国内外现状伴随着我国经济的飞速发展,产生了一些需要快速烘干的产品,烘干机也就在这样的潮流下应运而生。烘干机的结构简单,原理易懂,被国内的许多厂家生产。但是调查研究后发现我国国内的各种烘干机生产厂家良莠不齐,一些企业起点高,坚持走科技发展
18、之路,对行业的发展起到推动作用;但是其中也有一些投资少,技术含量较低的“杂牌军”,以大量低质、低价格的设备占据市场,不仅影响了行业的整体形象,更加引起了国内烘干机价格的“内讧”,从而产生价格战,导致企业的恶性竞争,在很大程度上造成了该行业的利润流失。烘干机行业内缺少巨头,也就是俗称的“带头大哥”,产品种类少。我国生产烘干机设备的厂家虽然数目众多,但是生产规模较大的企业却寥寥无几。另外,我国生产的烘干机设备的种类仅为国外的30%-40%。虽然一些国内的设备已经替代井口产品,但是由于其产量问题,圆圆不能满足市场的需求;产品结构太过太低,高端的烘干机设备只能从国外进口,但是价格却是相当于国外的三倍,
19、造成了大量的经济损失。产品生产太过低端,目前我国主要的烘干机产品只能占领中低端市场,随着国外的高端技术产品的流入,我国的烘干机行业同时也将面临着巨大的生存和竞争压力。国内的产品技术开发能力较弱,我国烘干机设备的创新能力太过低下,能够推出自助知识产权的新技术、新产品的企业数量不多,这是我国烘干机技术发展较为缓慢的主要原因。一直也来,我国对于烘干机设备生产的企业研发投入少,或者根本就没有投入;新产品开发力度小,品种少,大多维持相互仿制的状态。在行业自律中发挥积极作用、有较强的综合实力,能推动行业发展的企业少。国内的烘干机技术落后,并且对环境污染较大。烘干引擎落后噪声很大,并且冷凝液体不能得到很好地
20、回收利用,造成了资源的浪费,而且冷凝液体的外流对环境的污染较为严重。1.3 主要研究内容与要求1. 本文主要根据烘干机的特点,工作环境,工作原理和总体的参数设置进行箱体的设计,烘干机箱体进行改良修正,实现烘干机对衣物烘干的效果。2. 调研课题,查阅相关资料,撰写开题报告,翻译外文文献,根据市场所调查的各种参数来设计箱体模型。3.然后利用FULENT对设计的箱体进行模拟仿真,给选配吹风机提供理论依据。第2章 便携式衣物烘干机的设计2.1 便携式衣物烘干机的工作原理烘干机工作时,先将湿衣服甩至不再滴水为止,打开可出气端的布盖子,将衣服塞入密封袋,之后盖上布盖子,并拉好拉链。用密封袋的进气口套住热风
21、机的出风口,然后用密封袋口部自带的易粘带把进气口与热风机的出风口扎紧在一块儿。把热风机插上电源,并打开开关,拨到烘干档。热风机开始工作,把干燥的40-50摄氏度的热空气,源源不断的由密封袋的进口吹入。2.2 总体设计本次毕业设计的理念的便携式烘干机,主要的特点突出在便携的特点上。因此,我们选用的材料和设计的结构都应该是可以收缩折叠型的型材。首先将烘干机的模型简单化如图2.1所示:1 透气孔,2 带拉链的布盖子,3 不透气的袋体,4 易粘带,5 进气端,6 出气端,7 出风口,8 风机体,9进风箱 ,10 档位开关图 2.1该设计的便携式烘干机由热风机和密封袋两个部分组成,热风机要求是的三档位调
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