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木质家具企业喷漆过程专用长管呼吸器的开发研究

作　者: 郑奋韬
导　师: 陈国华
学　校: 华南理工大学
专　业: 安全工程
关键词: 喷漆过程长管呼吸器管路样机优化
分类号: TS664.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目前木质家具企业的喷漆工艺职业危害形势非常严峻，主要体现在作业场所三苯等有毒物质严重超标。由于传统的技术改造、通风净化以及个体防护措施不能起到十分有效的作用，本文基于木质家具企业喷漆工艺特点和职业危害，提出了喷漆过程专用长管呼吸器的开发研究。根据流体力学和人机工程学等理论知识进行初步设计，运用CFX模拟软件对初步设计方案进行数值模拟并优化初步方案。根据优化方案进行样机的制作，并通过试验进一步验证和改进。研究内容如下：（1）专用长管呼吸器的初步设计及理论计算。结合木质家具企业喷漆过程的工艺特点，运用流体力学和人机工程学等学科理论，提出喷漆过程专用长管呼吸器的开发，该呼吸器区别于传统长管呼吸器，在管路结构设计上充分考虑喷漆过程的工艺特点，在面罩设计上追求轻便舒适，而且具备输送风量可调节的特点。（2）基于CFX的数值模拟分析与优化。对初步设计方案中的管路设计和面罩设计进行三维建模，并在CFX的环境下对其进行模拟，分析不同的管路设计方案和面罩设计方案在一定的输入条件下的气流情况，进而提出优化设计方案。（3）专用长管呼吸器样机的制作。根据优化方案进行呼吸器样机的制作，包括呼吸器管路优化设计和管材选用、面罩的制作以及风机参数和型号的确定，最后通过三通、弯头等连接管件以及其他固定支架将这些主要元件装配起来，并通过流量调节阀实现对送风量的控制。（4）专用长管呼吸器样机的试验及改进。从风机的风量风压输出性能、连续工作性能，管路气流分布的均匀性、送风量的合理性以及面罩气密性和佩戴的舒适性等方面，对呼吸器样机的整体性能进行评估，并分析存在的问题，找出优化改进的方法，形成最终方案，为专用长管呼吸器理论样机的工程应用奠定基础。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
第一章绪论  11-23
  1.1 论文研究背景  11
  1.2 国内外研究现状  11-19
    1.2.1 木质家具企业喷漆过程的职业危害因素  12-13
    1.2.2 木质家具企业喷漆过程职业危害防治现状  13-15
    1.2.3 国内外呼吸防护装备研究应用历程  15-19
  1.3 论文内容及特色  19-21
    1.3.1 研究内容及技术路线  19-21
    1.3.2 研究特色  21
  1.4 论文研究意义  21-23
第二章专用长管呼吸器的初步设计及理论计算  23-38
  2.1 引言  23
  2.2 基于喷漆工艺特点的长管呼吸器初步设想  23-26
    2.2.1 木质家具企业喷漆过程的工艺特点  23-24
    2.2.2 专用长管呼吸器的初步设想  24-26
  2.3 专用长管呼吸器理论计算及设计  26-36
    2.3.1 呼吸器管路初步设计  26-28
    2.3.2 呼吸器面罩的设计  28-31
    2.3.3 风机送风量的计算  31-33
    2.3.4 风机全风压的计算  33-36
  2.4 本章小结  36-38
第三章基于 CFX 的数值模拟分析与优化  38-48
  3.1 引言  38
  3.2 管路设计方案的数值模拟及比较分析  38-44
    3.2.1 三维建模  38-39
    3.2.2 模型选择——湍流模型  39-40
    3.2.3 划分网格和设置边界条件  40-41
    3.2.4 模拟结果的对比分析  41-44
  3.3 面罩内压数值模拟及分析  44-47
    3.3.1 三维建模  45
    3.3.2 划分网格和设置边界条件  45-46
    3.3.3 模拟结果及分析  46-47
  3.4 本章小结  47-48
第四章专用长管呼吸器样机的制作  48-60
  4.1 引言  48
  4.2 管路优化设计方案  48-50
  4.3 口鼻罩的制造  50-51
  4.4 风机的选用  51-54
    4.4.1 风机简介  51-52
    4.4.2 RB20-510 高压环形鼓风机  52-54
  4.5 玻璃转子流量计  54-55
  4.6 呼吸器样机的安装  55-58
  4.7 本章小结  58-60
第五章专用长管呼吸器样机的试验及改进  60-77
  5.1 引言  60
  5.2 试验系统及设备  60-62
  5.3 风机性能试验  62-68
    5.3.1 试验设计及内容  62-64
    5.3.2 试验结果及分析  64-65
    5.3.3 风机安装的优化改进  65-68
  5.4 管路气流分布试验  68-70
    5.4.1 试验设计及内容  68-69
    5.4.2 试验结果及数值模拟结果对比分析  69-70
  5.5 口鼻罩舒适性和气密性试验  70-73
    5.5.1 试验设计及内容  70-72
    5.5.2 试验结果及数值模拟结果对比分析  72
    5.5.3 口鼻罩的优化改进  72-73
  5.6 专用长管呼吸器与传统长管呼吸器对比分析  73-76
  5.7 本章小结  76-77
结论与展望  77-79
参考文献  79-83
致谢  83-84
附件  84

木质家具企业喷漆过程专用长管呼吸器的开发研究

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