高壓清洗車路面清洗性能與參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、高壓清洗車是城市路面清潔、路面維護(hù)和防治環(huán)境污染的專用車輛.研究發(fā)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的高壓清洗車存在許多問題,其中最重要的問題是高壓清洗參數(shù)設(shè)置無(wú)依據(jù),完全依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定,行業(yè)和國(guó)家也沒有相關(guān)的理論標(biāo)準(zhǔn).導(dǎo)致無(wú)法確定清洗參數(shù)是否合適,無(wú)法最大限度的發(fā)揮清洗車的清洗能力.本文研究了高壓清洗車清洗相關(guān)參數(shù)和清洗效果的關(guān)系,對(duì)清洗進(jìn)行優(yōu)化.充分利用水射流的清洗能力、優(yōu)化清洗參數(shù),對(duì)提高清洗生產(chǎn)率、清洗效果、節(jié)約能源和水資源有重要的意義,在

2、影響水射流路面清洗性能的參數(shù)方面,主要研究了兩類參數(shù),分別為噴嘴相關(guān)參數(shù)和清洗過(guò)程相關(guān)參數(shù).首先從噴嘴的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面研究了噴嘴結(jié)構(gòu)對(duì)清洗的影響,采用了數(shù)值模擬的方法,并對(duì)噴嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn).其次,研究了清洗過(guò)程參數(shù)對(duì)清洗質(zhì)量的影響.主要采用實(shí)驗(yàn)的方法確定了清洗參數(shù)和清洗效果之間的關(guān)系,并建立了相應(yīng)的關(guān)系模型,進(jìn)行了效果預(yù)測(cè),對(duì)清洗質(zhì)量進(jìn)行了優(yōu)化.本文主要做了以下幾項(xiàng)工作: 1)噴嘴內(nèi)部形狀對(duì)射流的影響和優(yōu)化通過(guò)數(shù)值模擬的方法

3、,研究了噴嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)出口性能的影響.計(jì)算了噴嘴中心線和出口的速度和動(dòng)壓分布、對(duì)稱面和出口的湍動(dòng)能分布.模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn),噴嘴內(nèi)部收縮過(guò)渡區(qū)域的結(jié)構(gòu)對(duì)流場(chǎng)特性影響明顯.收縮區(qū)的尺寸突變使出口的速度和動(dòng)壓降低、湍動(dòng)能增加,影響了射流的性能.根據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果,對(duì)噴嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后的噴嘴出口速度和動(dòng)壓提高、湍動(dòng)能降低,提升了噴嘴性能. 2)使用純水射流進(jìn)行路面清洗實(shí)驗(yàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法研究了清洗過(guò)程參數(shù)與清洗效果的關(guān)系.采用清洗

4、率作為清洗效果的評(píng)價(jià)參數(shù),應(yīng)用圖像處理的方法計(jì)算清洗率,得到了一套清洗效果的評(píng)價(jià)方法.經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),分別得到了清洗壓力、噴嘴移動(dòng)速度、靶距和噴嘴安裝角度與清洗率的關(guān)系. 3)清洗參數(shù)與清洗率關(guān)系模型的建立和清洗率的預(yù)測(cè)清洗參數(shù)與清洗率的關(guān)系十分復(fù)雜,而且參數(shù)之間互相影響,無(wú)法直接建立數(shù)學(xué)模型.采用AI方法建立了清洗參數(shù)與清洗率的關(guān)系模型.首先采用模糊邏輯的方法,建立了基于模糊推理的清洗率預(yù)測(cè)模型.同時(shí)建立了基于ANFIS網(wǎng)絡(luò)的清洗率

5、預(yù)測(cè)模型;分別采用三角形和高斯函數(shù)進(jìn)行了訓(xùn)練和預(yù)測(cè),并與模糊推理系統(tǒng)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)一起進(jìn)行了比較.結(jié)果發(fā)現(xiàn),三角形成員函數(shù)的ANFIS系統(tǒng)預(yù)測(cè)效果最佳. 4)射流路面清洗的優(yōu)化研究研究了清洗總體性能的優(yōu)化目標(biāo),包括效果、效率、能量和水量.分別建立了優(yōu)化目標(biāo)與優(yōu)化參數(shù)的關(guān)系.根據(jù)模型的特點(diǎn),采用了多目標(biāo)遺傳算法來(lái)對(duì)清洗系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化.分析了優(yōu)化結(jié)果,給出了幾種合適的權(quán)重分配參數(shù)和相應(yīng)的優(yōu)化目標(biāo)、優(yōu)化參數(shù)的值,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.