高原寒区冷补料加热搅拌装置设计及仿真与验证

高原寒区冷补料加热搅拌装置设计及仿真与验证

论文摘要

高原寒区公路养护线路长、养护资金缺乏、年平均气温低、空气稀薄、昼夜温差大,冻融循环频繁剧烈,导致高原寒区公路养护条件恶劣、公路养护难度大、养护质量难以保证。目前,高原寒区普遍采用冷补料进行日常养护,由于高原寒区施工环境温度低、冷补料破乳后水分不易蒸发,压实效果差,养护路面在气温变化后容易出现再次冻融,养护质量不佳。为解决高原寒区冷补料在低温环境下养护施工质量不佳的问题,避免高原寒区公路养护受季节和天气的制约,提出将乳化沥青冷补料加热到一定温度后施工的方案。根据方案要求、恒温控制系统构成和控制系统电路原理,完成加热搅拌装置整体设计。通过理论计算确定搅拌电机功率2 kW和搅拌速度30 r/min等工作参数。为验证所设计结构和参数是否合理,对加热搅拌过程进行分析得到仿真数学模型,并根据设计参数建立加热搅拌装置三维模型,利用ANSYS CFX流体分析软件,对加热搅拌装置进行仿真分析和模拟,通过仿真结果对设计参数进行优化,依据优化参数,制作加热搅拌装置设备样机并对样机现场试验。试验结果表明:仿真和试验结果契合度较好,设计参数合理,研究结果可为高原寒区公路养护提供参考。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 加热搅拌装置设计
  •   1.1 加热搅拌装置方案设计
  •   1.2 加热搅拌装置结构设计
  • 2 加热搅拌装置恒温控制系统设计
  • 3 搅拌参数计算
  •   (1) 搅拌转速计算
  •   (2) 搅拌装置最小壁厚
  •   (3) 搅拌电机功率计算
  •     ①搅拌过程中需要总的搅拌力
  •     ②搅拌轴的扭矩
  •     ③搅拌功率
  • 4 加热搅拌装置CFX仿真
  •   (1) 加热搅拌仿真数学模型
  •   (2) 仿真前处理
  •   (3) CFX仿真结果
  •   (4) 仿真结果分析和参数选择
  • 5 现场试验和试验验证
  • 6 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张卫亮,张军,叶敏,马骉,任思源

    关键词: 道路工程,加热搅拌装置,冷补料,高原寒区

    来源: 公路交通科技 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 公路与水路运输

    单位: 宝鸡文理学院机械工程学院,长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室,长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室

    基金: 陕西省自然科学基础研究计划项目(18JK0052)

    分类号: U418.32

    页码: 43-49

    总页数: 7

    文件大小: 2206K

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    高原寒区冷补料加热搅拌装置设计及仿真与验证
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