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北京科技大學本科生畢業(yè)設計(論文)中期報告
目 錄
1已完成的設計研究工作及取得的初步成果 1
1.1 氣霧冷卻設備的方案設計 1
1.1.1 氣霧冷卻設備的方案類型 1
1.2 氣霧冷卻設備的模型設計 3
1.2.1模型的假設 3
1.2.2模型的建立 3
2存在問題 5
2.1fluence模型建立 5
2.1.1模型設想 5
2.1.2結果分析 5
2.1.3尺寸改進 5
3下一步工作計劃 6
4可預期成果 7
指導教師意見 8
系所意見 8
1已完成的設計研究工作及取得的初步成果
1.1 氣霧冷卻設備的方案設計
1.1.1 氣霧冷卻設備的方案類型
（1）方案設計一
在管道一側通入水和汽，由于進水、進汽方案設計相同，略去進汽管道和噴嘴（其中噴嘴間距為均勻分布）。如圖一所示，為設計方案一及其流體分布曲線。
圖二 設計方案一的流體分布曲線
可以通過改變噴嘴間距使設計方案一的的流體曲線呈現(xiàn)中凸曲線形狀，但是該方案適用于空間較小的情況下，并且設計復雜。由于氣霧冷卻設備的空間足夠，所以應考慮更佳方案。
（2）方案設計二
將進水管道設置為一根，并且由正中央通入水汽。由于進水、進汽方案設計相同，略去進汽管道和噴嘴（其中噴嘴間距為均勻分布）。如圖三所示。
圖二 設計方案二
設計方案二所得到的流體曲線為中凸，兩側也凸的曲線。并且通過改變噴嘴分布也較難實現(xiàn)。所以應考慮更佳方案。
（3）設計方案三
通過兩根對稱管道通入水和汽，由于進水、進汽方案設計相同，略去進汽管道和噴嘴（其中噴嘴間距為均勻分布）。如圖三所示。
圖三 設計方案三
設計方案三的流體曲線形狀較接近中凸曲線，并且較方便通過改變噴嘴的間距來實現(xiàn)中凸曲線類拋物線曲線形狀。
1.2 氣霧冷卻設備的模型設計
1.2.1模型的假設
由于需要用到gambit進行建模，用fluence進行迭代求解。建模前要對實際物體進行抽象假設，同時對未知參數(shù)的數(shù)值也要進行提前假設，通過多次模擬，來得到最佳方案。
（1）模型的假設
考慮到建模的多次重復試驗，以及對fluence軟件掌握的不熟練因素。假設，汽的作用主要是將水霧化，那么可以主要考慮水在噴嘴噴出后的流量分布。最終，將模型簡化為只有水管道的模型。
（2）尺寸的假設
將通入噴嘴的兩根水管道的間距假設為500mm，將噴嘴間的距離假設如下，其中噴嘴共17個，按順序編號1～17號。
從
1
2
3
4
5
6
7
8
至
2
3
4
5
6
7
8
9
間距（mm）
57
55
55
53
53
51
51
50
從
9
10
11
12
13
14
15
16
至
10
11
12
13
14
15
16
17
間距（mm）
50
51
51
53
53
55
55
57
1.2.2模型的建立
（1）用gambit建立模型
用gambit做出模型，通過對實體模型的簡化，得到如圖四的模型。
圖四gambit模型
（2）用fluence分析模型
通過分析得到各個噴嘴的速度如下，并且得到其圖像，如圖四。
噴嘴號
速度（m/s）
噴嘴號
速度（m/s）
1
1.1468363
10
1.149024
2
1.1489648
11
1.1490138
3
1.1470201
12
1.1470944
4
1.147863
13
1.1468655
5
1.1475222
14
1.1485162
6
1.1459112
15
1.1479528
7
1.1477798
16
1.1477187
8
1.1468149
17
1.1484993
9
1.1487916
通過以上數(shù)據(jù)，用excel作圖如下。
圖五 各個噴嘴流速
2存在問題
2.1fluence模型建立
2.1.1模型設想
由于用gambit建立模型，忽略了汽對水的流速等影響，導致了通過fluence分析的結果仍存在著誤差，所以在僅有水管作用時，所得到的噴嘴流量曲線符合要求后，仍需要添加汽管進行模擬實驗。
2.1.2結果分析
我們需要的是中凸類似拋物線的曲線，根據(jù)對假設尺寸所得到結果的分析，，所得到的流量曲線僅僅滿足了中凸的性質，除了9號噴嘴外，其余噴嘴的流量相差不大，故不完全符合要求，需要對尺寸進行改進。
2.1.3尺寸改進
由于所得到的流量曲線不完全符合要求，需要對進水的兩個管道間距以及各個噴嘴的間距進行改變，而如何改變相關尺寸使噴嘴流量曲線呈現(xiàn)類似中凸的拋物線仍是個難題。需要查閱更多的資料進行更多的建模、分析模型的嘗試。
3下一步工作計劃
（1）fluence建模
在原有模型的基礎上完善氣霧冷卻設備模型，由于上噴系統(tǒng)和下噴系統(tǒng)重力方向不同，所以需要在fluence中設置不同的流體所受的重力方向。因此對兩次結果進行比較，可以看到重力對流速的影響。
（2）裝配圖的完成
在裝配圖的繪制過程中，部分尺寸需要通過fluence計算得到，所以裝配圖的一些尺寸是未知的。在接下來的工作中要盡快計算得到未知尺寸，完成裝配圖的繪制。
（3）零件圖的繪制
裝配圖的繪制完成之后，拆出部分零件進行零件圖的繪制。
（4）設計說明書的書寫
4可預期成果
通過對氣霧冷卻設備各基本參數(shù)的理論分析計算，以及應用計算機有限元軟件進行模擬，尋求合理的設備結構參數(shù)，使得氣霧冷卻設備噴到鋼板表面上的噴量沿鋼板橫向呈中凸近似拋物線的曲線分布。同時，對完成裝配圖以及主要零部件圖的設計繪制，最后撰寫一份設計說明書。
本人簽字：
年 月 日
指導教師意見
指導教師簽字：
年 月 日
系所意見
檢查結果： □ 合格 □ 不合格
負責人簽字（蓋章）：
年 月 日
8
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