终稿说明旋转布料机说明书(5)

2019-08-31 17:24

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度等11个因素的影响。当一个或多个变量变动时,都会引起焚烧炉内垃圾的分布情况。

2.6用Matlab仿真

根据上文得到的垃圾作业区域公式,可用Matlab进行分析,由于变量较多,我们可以采用两种方法:单一变量分析和多变量分析,通过在软件中建立布料机的布料方程,从而针对对布料机有影响的某些因素进行定性和定量分析。可以先确定一些其他的影响变量,对少数几个因素进行分析,主要是溜槽的长度,溜槽的摩擦因素,溜槽的旋转速度以及溜槽的倾角等,并且结合旋转布料机的实际工作情况,对其分析某单一因素的影响。之后,便可以对溜槽的长度和溜槽的倾角开始多变量分析,因为从前面的分析可知,这两个因素是影响布料机作业区域的主要因素,有必要着重分析其各种变化。 2.6.1对单一因素编程仿真

单一因素分析就是在其他影响因素确定的条件下,对某一想要的变量进行分析。在这里我们分别分析的单一因素是溜槽的长度,溜槽的倾角,摩擦因素以及溜槽的旋转速度对布料机作业半径的影响,并和实际的工况结合分析,用Matlab进行仿真分析,其结果如下如所示。

由图中分析可知,在确定其他对布料机的作业区半径由影响的影响因素时,垃圾旋转布料机的作业半径和溜槽的长度,溜槽的旋转速度成正比,布料机的作业半径与溜槽的长度是线性函数,随着溜槽长度的增大而增大,变化较为显著,函数的斜率为0.77,从图中可以看出溜槽的旋转速度对布料机的布料半径影响很小,可以忽略不计,也就是说,我们可以认为影响布料机布料区间的的主要因素是溜槽的长度。同样分析其他两个图可以得到,溜槽的倾角和溜槽的摩擦因素与布料机的作业半径成反比,即布料机的作业半径随溜槽的倾角和溜槽的摩擦因素的增大而减小,从图中分析看到,随着溜槽倾角的增大布料机的作业半径也明显增大,变化范围大概是0到4.2m,而溜槽的摩擦因素虽然对布料机的作业半径有影响,但相比溜槽倾角而言,可以忽略不计(用MATLAB编写的程序在附录可见)。

从上述分析比较可以得出结论:相比溜槽的摩擦因素与溜槽的转速,溜槽的倾角和溜槽的长度对布料机的作业半径的影响更大,所以我们可以选择溜槽倾角和溜槽长度作为影响布料半径的主要参数,下面选择这两个参数进行多变量分析。

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图2-5 旋转半径和溜槽长度的关系(其编程代码见附录)

图2-6 旋转半径和溜槽倾角关系

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图2-7 转半径和溜槽转速的关系

图2-8 旋转半径和溜槽系数的关系

2.6.2多变量分析

根据上述单一因素的分析,这里对溜槽倾角和溜槽长度两个变量进行分析,假定溜槽长度范围是0.2到1.5m,溜槽倾角的变化范围是40到90?,用Matlab软件进行运算

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分析,得到的图形即为溜槽长度和溜槽倾角对布料半径的影响。旋转布料机工作时的焚烧炉的最大作业半径是2.5m,为了确保得到最大作业区间与最小作业盲区,同时又需要布料区域不能太小而是垃圾过多形成堆积,又要保证布料区间不能过大,否则会对焚烧炉造成冲击,对设备造成损伤,所以需要对该种布料机提供有关的参数来作为参考。垃圾在运动过程中由于自身的流动性以及炉内气体对作业区间的影响,可以假设其布料半径在1.5到3.0m间是布料机布料的有用区域,它对应的作业半径即为有效半径。

表2-3 多因素仿真表

对象名称 基本参数 溜槽转速?/(rad/s) 0.0092

摩擦系数u 1.2

图2-9 布料半径和长度、倾角的关系

从表和图我们不难看出溜槽长度与布料机的作业半径成正比,而与溜槽倾角成反比。当溜槽长度是0.2m时,溜槽的倾角是87.4?,其为最小作业半径是0.243m从而计算出最小作业区间,这就是作业盲区。有由于热解气化炉的半径是2.5m,因此需要确保旋转布料机的最大作业区间时,还要考虑垃圾是否会对焚烧炉造成冲击。在前面我们假设的参数是考虑到垃圾的流动性和炉内气流对作业区间的影响是,布料机的有效作业半径在

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1.5到3.0m。因此,全面分析作业半径和作业区间,我们可以得到,倾角是

61.1?,63.7?,66.3?,68.9?和71.6?时,设计参数是更加有效的。

表2-4 布料半径-溜槽长度-溜槽倾角的关系

对象名称 基本参数

溜槽长度l/m 0.2 1.5 0.2 1.5 0.2 1.5 0.2 1.5 倾角 ?/? 87.4 87.4 84.7 84.7 82.1 82.1 79.5 79.5 作业半径r/m 0.243 0.3.3 0.483 0.603 0.72 0.9 0.954 1.193 作业区域s/m 0.1 0.41 0.92 1.6

对名称象 基本参数

溜槽长度l/m 0.2 1.5 0.2 1.5 0.2 1.5 0.2 1.5 倾角?/? 61.1 61.1 58.4 58.4 55.8 55.8 53.2 53.2 作业半径r/m 2.458 3.12 2.65 3.37 2.827 3.609 2.997 3.838 作业区域s/m 11.6 13.6 15.8 18.06

22表2-5 优化后与之前参数对照表

对象名称 原始参数 优化后的参数 溜槽长度l/m 0.2 0.85

溜槽倾角?/? 45 71.6 68.9 66.3 63.7 61.1 摩擦因素u 0.72 1.2 表四提供了一些较为合理的设计参数,在这一中,先通过在旋转布料机的基本结构上建起垃圾在布料机上的运动模型,在通过力学知识对垃圾进行一步步分析,得到垃圾运动的数学模型,之后用软件Matlab对相关因数或变量进行编程分析和仿真我们可以得出如下结果:

1)通过布料机的垃圾在炉内的落点是不断变化的,它与溜槽的倾角,溜槽的摩擦因素,溜槽的长度等多个因素有关;

2)气流的速度,垃圾的粒度,煤烟的重度等对垃圾的分布影响很小可以忽略不计,再者溜槽转速和溜槽的摩擦因素对垃圾在炉内的落点影响较小;


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