废金属破碎机爆炸过程建模及其防爆设计
破碎机主轴高速转动锤击废金属产生火花，点燃废金属破碎机内的可燃性气体发生爆炸。为了对废金属破碎机进行防爆设计，本文通过理论分析、实验以及仿真分析等方法研究破碎机内爆炸过程的建模方法，得到破碎机爆炸过程中的流场变化以及结构响应的规律，最后对破碎机进行防爆设计。 首先，分析了可燃性气体爆炸基本理论与可燃性气体爆炸过程数值模拟的基础，对机电装备防爆设计的基本理论与设计准则进行研究。然后对废金属破碎机爆炸过程中流场CFD的建模方法进行了研究，从废金属破碎机流场网格划分方法、湍流模型的选用以及旋转流场的建模方法等方面得到了破碎机爆炸过程中的流场建模方法，进而得到了破碎机爆炸过程中的流场规律。其次对单向流固耦合、双向流固耦合以及载荷等效转换三种爆炸力的加载方式进行对比研究，得到了破碎机结构响应的建模方法，应用该建模方法，对破碎机爆炸前后以及不同泄放压力时的结构响应进行对比，得到破碎机结构响应的规律。最后根据破碎机内爆炸过程的建模方法与模拟结果，对破碎机进行防爆系统设计，主要包括破碎机防爆系统设计总体方案与防爆结构总体方案的确定，在此基础上进行破碎机箱体防爆壁厚设计、泄爆阀的设计，制造了防爆样机，并进行防爆实验，实验验证防爆设计的有效性。
废金属破碎机;爆炸过程;防爆设计;CFD建模
南京航空航天大学
硕士
机械电子工程
叶文华
2020
中文
TH122
2021-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）