熱力水射流復(fù)合機械道路除冰車的設(shè)計與研究.pdf

1、冬季寒冷地區(qū)機場跑道、高速公路、橋梁路面表層極易形成較厚結(jié)冰，其表面附著力將顯著降低，容易引發(fā)交通事故，影響人們正常出行，快速、有效的去除道路表面較厚的積冰顯得尤為重要。傳統(tǒng)的化學(xué)融冰法由于較為嚴重的環(huán)境污染問題，逐步被限制使用；傳統(tǒng)機械除冰法無法有效應(yīng)對較厚的積冰且效率較低、極易損傷路面；而純熱力除冰法耗能大、吸水不徹底且易造成二次結(jié)冰。針對上述情況本課題提出一種熱力水射流復(fù)合機械的道路除冰技術(shù)，并通過現(xiàn)有技術(shù)，對除冰車關(guān)鍵的水射流融

2、除冰裝置、機械破冰集冰裝置，開展相關(guān)的設(shè)計研究。本文的研究成果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　闡述了熱力水射流復(fù)合機械道路除冰車的工作原理及結(jié)構(gòu)組成；對水射流融冰除冰過程進行理論分析，通過相關(guān)計算，對整車系統(tǒng)進行參數(shù)匹配，確定水射流裝置的工作壓力范圍以及作業(yè)高度。通過多相流數(shù)值模擬得出噴嘴出口處的速度衰減圖結(jié)合正交優(yōu)化方法分析出具有極佳性能的噴嘴結(jié)構(gòu)尺寸。
　　基于Fluent中凝固與融化模型，分別建立射流壓力、射流溫度、除冰

3、車行駛速度等各個因素對融除冰厚度影響的物理模型，繼而分析出各個因素對切削冰層的作用效果。采用線性回歸分析方法分別擬合出水射流裝置融除冰層的厚度與射流壓力、射流溫度、除冰車行駛速度關(guān)系曲線圖，給實際除冰作業(yè)提供參考意見。
　　最后對熱力水射流復(fù)合機械道路除冰車的機械裝置進行系統(tǒng)的研究，首先是切削冰層裝置的運動分析，確定水射流裝置和道路除冰車的速度關(guān)系；其次是面向?qū)嶋H機械破冰集冰的作業(yè)工況，設(shè)計出一種快速有效將路面上菱形冰塊剝離地面并