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、路面維護和防治環(huán)境污染的專用車輛.研究發(fā)現(xiàn)目前國內(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)置無依據(jù),完全依靠設(shè)計者的經(jīng)驗來確定,行業(yè)和國家也沒有相關(guān)的理論標準.導致無法確定清洗參數(shù)是否合適,無法最大限度的發(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,對清洗進行優(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)對清洗的影響,采用了數(shù)值模擬的方法,并對噴嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了改進.其次,研究了清洗過程參數(shù)對清洗質(zhì)量的影響.主要采用實驗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,進行了效果預(yù)測,對清洗質(zhì)量進行了優(yōu)化.本文主要做了以下幾項工作: 1)噴嘴內(nèi)部形狀對射流的影響和優(yōu)化通過數(shù)值模擬的方法

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

4、率作為清洗效果的評價參數(shù),應(yīng)用圖像處理的方法計算清洗率,得到了一套清洗效果的評價方法.經(jīng)過實驗,分別得到了清洗壓力、噴嘴移動速度、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)測清洗參數(shù)與清洗率的關(guān)系十分復雜,而且參數(shù)之間互相影響,無法直接建立數(shù)學模型.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)測模型.同時建立了基于ANFIS網(wǎng)絡(luò)的清洗率

5、預(yù)測模型;分別采用三角形和高斯函數(shù)進行了訓練和預(yù)測,并與模糊推理系統(tǒng)的預(yù)測數(shù)據(jù)一起進行了比較.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,包括效果、效率、能量和水量.分別建立了優(yōu)化目標與優(yōu)化參數(shù)的關(guān)系.根據(jù)模型的特點,采用了多目標遺傳算法來對清洗系統(tǒng)進行優(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、優(yōu)化參數(shù)的值,并進行了實驗驗證.