论文摘要
随着城市经济的快速发展,污水处理事业迅猛发展,城市污水处理量还将持续增加,更多的污水处理厂有待兴建和投入使用。城市污水处理能力快速发展的同时,污泥问题迫在眉睫。没有经过无害化、稳定化处理的污泥的大量弃置、或直接用于土地,所造成的环境二次污染问题日益突出。目前,国内外较常见的污泥处理与处置方法有土地利用、填埋、焚烧和投海,后三种方法因环境压力与经济压力而日益减少或受到禁止,土地利用则逐渐受到重视。用堆肥法处理后的污泥进行农业利用,具有经济简便、不产生二次污染、可资源化等优点。因此,污泥堆肥化已成为污泥处理的一个研究热点。翻堆设备是污泥堆肥处置中的专用设备,也是实现污泥处置工艺的关键设备之一。本论文通过研究国内外设备应用的发展状况,自主研发了应用于大型污泥堆肥工程上的滚筒式翻堆机设备,填补了国内在大型翻堆设备上的空白。利用虚拟样机技术成功模拟了翻堆机在实际工艺运动参数下滚筒及升降系统的运行,得到了翻堆机实际工况下的运动学、动力学曲线,通过仿真的结果得知输出的各项数据指标,并与理论计算值进行了比较,达到了预期的运动效果。滚筒与物料之间力的作用关系是比较复杂的,如何建立滚筒与物料间力场的分析模型是研究的重点；本论文经过对物料属性及物料与滚筒间的相互作用力分析,利用虚拟样机技术模拟了翻堆机在实际工作情况下的运行状态,指出了对滚筒动力学分析产生影响的因素,首次在污泥堆肥领域提出了多因子的概念,并研究了多因子在有效取值范围内对滚筒及升降系统驱动力大小的响应情况。研究了滚筒及升降系统在刚柔耦合约束条件下的性能。利用HYPERMESH建立了滚筒及升降系统的柔性体MNF文件,在ADAMS环境下建立了滚筒及升降系统的刚柔耦合模型。以动态的形式分析了翻堆机滚筒及升降系统构件在实际工程运行当中的应力的变化情况,这些数据对了解翻堆机在不同工况下的动态特性有极其重要的参考价值,为今后设计中提高滚筒式翻堆机的性能提供了依据。经工程应用证实,以动态的形式分析翻堆机滚筒及升降系统构件在实际工程运行当中的驱动力各种和应力的变化情况,对整体设计做出精确的评定,从而对存在不合理的设计进行优化改进。明显降低了能耗及材料成本,提高了经济效益,缩短了开发周期。
论文目录
摘要ABSTRACT目录插图清单列表清单第1章 绪论1.1 研究背景与意义1.2 研究现状1.2.1 虚拟样机技术国内外研究现状1.2.2 虚拟样机在国内应用存在的问题1.3 课题来源及研究内容1.3.1 课题来源1.3.2 研究内容1.4 本章小结第2章 翻堆机滚筒及升降系统的系统设计2.1 系统总体设计2.1.1 滚筒式翻堆机的运行方式2.1.2 设计目标和性能参数2.2 滚筒式翻堆机系统构建2.3 滚筒及升降系统的研发2.4 滚筒及升降系统动力学参数分析2.4.1 翻堆机整体工作参数的计算2.4.2 液压系统设计计算2.4.3 关于滚筒转速的计算2.5 本章小结第3章 多体系统动力学基础理论3.1 多体系统动力学研究概述3.2 多体动力学模型3.3 多体动力学理论3.3.1 多体系统的动能3.3.2 多体系统的势能3.3.3 多体系统动力学方程3.4 多体动力学理论在ADAMS软件中的运用3.5 本章小结第4章 翻堆机虚拟样机的建立及仿真分析4.1 虚拟样机的建立及仿真分析步骤4.2 翻堆机模型的建立4.3 建立翻堆机的虚拟样机4.3.1 模型的修改4.3.2 添加约束4.3.3 施加载荷4.3.4 模型的检验4.4 翻堆机虚拟样机的仿真分析4.5 本章小结第5章 分析多因子对翻堆机动力学性能的响应5.1 物料的性质以及与滚筒之间的受力分析5.1.1 物料的物理性质5.1.2 物料与滚筒间的摩擦系数5.1.3 物料与滚筒间的受力分析5.2 物料对翻堆机滚筒的动力响应的试验设计研究5.3 试验设计研究的数据及结果分析5.4 本章小结论第6章 翻堆机滚筒的刚柔耦合仿真6.1 仿真流程6.2 建立刚柔耦合模型6.2.1 模型的生成及数据的交换6.2.2 生成滚筒及升降系统的模态中性文件6.2.3 建立刚柔耦合模型6.3 耦合仿真结果及分析6.4 工程应用6.4.1 沈阳市西部污水处理中心污泥堆肥工程6.4.2 唐山市政污泥处置工程6.5 本章小结第7章 总结与展望7.1 总结7.2 创新点7.3 展望参考文献致谢在学期间发表的学术论文和参加科研情况
相关论文文献
标签：翻堆机论文; 滚筒及升降系统论文; 污泥堆肥论文; 多因子论文;
