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1、分类号 密级 UDC 注 1 学学 位位 论论 文文 印印铁铁烘烘房房高高速速上上料料 与与温温度度均均匀匀性性研研究究 （题名和副题名） 洪孝伟 （作者姓名） 指导教师姓名 王栓虎王栓虎 副教授 申请学位级别 硕士硕士 专业名称 机械制造及其自动化机械制造及其自动化 论文提交日期 2014.01 论文答辩日期 2014.03 学位授予单位和日期 南南 京京 理理 工工 大大 学学 答辩委员会主席 评阅人 年 月 日 注 1：注明国际十进分类法 UDC的类号。 声声 明明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学 位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或
2、公布 过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的 材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明 确的说明。 研究生签名： 年 月 日 学位论文使用授权声明学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上 网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权 其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文， 按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名： 年 月 硕士论文 印铁烘房高速上料与温度均匀性研究 I 摘摘 要要 近年来，我国国民经济发展迅速，人民生活水平有了很大的提高。市场对金属包 装制
3、品的需求和质量要求越来越高，为了满足市场需求，提高我国印铁行业的自主研 发能力，国内各个印铁企业大力发展相关技术，努力提高印铁生产线的单线生产效率 和金属印制品的质量。烘房生产线作为印铁生产线的重要组成部分，直接制约了全线 的生产效率和产品质量，因此对于烘房相关技术的研究对于金属包装业的发展有着至 关重要的作用。 论文首先探讨了烘房的上料装置，分析烘房上料装置的工作原理，并提出制约烘 房高速上料的影响因素。在此基础上，分析现有的上料装置的工作效率，根据实际生 产需要，设计了新型的上料装置，解决了高速上料易引发的撞铁和精确定位等问题。 然后探究了烘房温度均匀性问题。在本论文中主要探讨不同的烘房结
4、构和不同的工艺 参数对烘房温度均匀性的影响。在烘房结构方面，主要是对气流的喷嘴、分风导流片 和气流出口三个方面进行研究，分析其对温度均匀性的影响程度。针对气流喷嘴，考 虑其直接影响入风的风量大小、送风角度、送风范围等因素，分别分析喷嘴的数量、 布局以及形状对温度均匀性的影响；针对分风导流片，设计一种新式的结构，有利于 风量的分配，并对导流片的位置进行优化，设计多组实验，找到最利于风量分配的导 流片位置；最后考虑气流的循环出口形状对温度均匀性的影响程度。在工艺参数方面， 主要考虑入风的风速和入风的温度对均匀性的影响程度，分别设定烘房在不同的送风 速度和送风温度下，温室温度的变化情况，观察各温度分
5、布规律随各参数的变化情况， 并根据各自规律和实际情况得到最佳的工艺参数。 本论文的设计研究都是从实际生产出发，一方面能够提高烘房生产线的工作效率 和产品质量，同时另一方面对节约材料和资料的合理利用有着至关重要的作用，因此 具有很大的实用价值。 关键词关键词：印铁烘房，上料装置，温度均匀性，FLUENT Abstract 硕士论文 II Abstract In recent years, with the rapid development of the domestic economy, markets needs and quality requirements for metal pack
6、aging products is increasing. Domestic enterprises develop related technologies to improve the quality of printed iron production line efficiency and metal printed products. As a important part of printing iron line, the drying room determine the production efficiency and product quality. Therefore,
7、 the study of The drying room is very improvement for the development of metal packaging industry. The main contents of this paper are as follows: Firstly, Analysis working principle of the feeding mechanism, then design a new kind of feeding mechanism, solves the impact and pinpoint problems caused
8、 by high-feeding device. Then explore the problem of temperature uniformity about the drying room from physical structure and process parameters. Simulate the temperature about chamber by Fluent software, In structural terms, mainly for airflow inlet of the wind deflector and air circulation export
9、three studies analyzed the impact of temperature uniformity. First, consider the temperature distribution uniformity is affected by the number, and the shape of airflow inlet. Second, Design of a new structure of airflow deflector, and optimize the position of deflector. Set up several experiments t
10、o find the most beneficial air distribution baffle position. Finally, consider the shape of the airflow outlet influence on the temperature uniformity.Then study the influence of flows speed and temperature on the temperature field distribution, researched for the influence trend, and determine the
11、most uniform temperature parameter value. This paper is based on actual production, on the one hand it can improve the work efficiency and product quality, while on the other hand can save material and rational. Therefore has great practical value. Key words: Printing Chamber; Feeding Mechanism; Tem
12、perature Uniformity; FLUENT 硕士论文 印铁烘房高速上料与温度均匀性研究 III 目目 录录 摘摘 要要 .I Abstract.II 1 绪论绪论.1 1.1论文的研究背景与意义.1 1.1.1 选题背景介绍.1 1.1.2 课题研究意义.2 1.2 课题研究现状及相关技术发展.3 1.2.1 印铁烘房的现状及发展趋势.3 1.2.2 相关技术的发展.4 1.3 论文研究的主要内容.5 1.4 论文的组织结构.6 2 烘房的高速上料装置烘房的高速上料装置.7 2.1 上料装置介绍7 2.1.1 上料线的现状及需求分析.7 2.1.2 上料装置的主要组成部分.7 2.
13、1.3 上料装置现状分析10 2.2 新型上料装置原理.11 2.3 上料装置的运动分析.13 2.4 转换阀设计与工作原理.15 2.4.1 吸气转换阀的设计.15 2.4.2 吸气转换阀工作原理.17 2.5 吸风装置相关参数确定.18 2.6 本章小结.19 3 烘房温度场仿真分析烘房温度场仿真分析.20 3.1 CFD 相关介绍.20 3.1.1 CFD 理论介绍.20 3.1.2 计算流体力学的发展及应用领域.20 3.1.3 计算流体力学问题的解决过程.21 3.2 数学模型.21 3.2.1 湍流概述.21 3.2.2 湍流的基本方程.22 3.2.3 湍流的数值方法简介.22
14、3.3 印铁烘房的数值分析模型.25 3.3.1 烘房内部铁皮的影响.25 3.3.2 印铁烘房数值仿真模型建立.27 目录 硕士论文 IV 3.3.3 边界条件.30 3.3.4 网格划分.33 3.4 数值模拟计算及结果分析.34 3.4.1 求解设置及控制迭代.34 3.4.2 仿真结果分析.35 3.5 本章小结.37 4 烘房温室结构优化烘房温室结构优化.38 4.1 引言.38 4.2 喷嘴对烘房温度均匀性的影响及优化.38 4.2.1 喷嘴大小和位置对温度均匀性影响.38 4.2.2 喷嘴的形状对温度均匀性的影响与优化.41 4.3 分风导流片对温度均匀性的影响及优化.45 4.
15、3.1 分风导流片的作用.45 4.3.2 分风导流片的结构优化.45 4.3.3 分风导流片的位置优化.48 4.4 气流出口对温度均匀性的影响及优化.50 4.4.1 烘房气流出口的位置分析.50 4.4.2 气流出口形状对温度均匀性的影响.50 4.5 本章小结.52 5 烘房生产线工艺参数优化烘房生产线工艺参数优化.54 5.1 入射气流速度的优化.54 5.2 入射温度值对温度均匀性的影响.57 5.3 本章小结.61 6 总结与展望总结与展望.62 6.1 研究总结.62 6.2 研究展望.63 致致 谢谢.64 参考文献参考文献.65 附附 录录.68 硕士论文 印铁烘房高速上料与温度均匀性研究 1 1 绪论绪论 1.1 论文的研究背景与意义论文的研究背景与意义 1.1.1 选题背景介绍选题背景介绍 近年来，随着包装业的迅猛发展，具有优异的质感、良好的密封性、牢固性、隔 阻性、加工性以及丰富的表现力的包装越来越受到人们的喜爱，特别是是以马口铁为 代表的金属包装行业。其主要应用领域包括食品、罐头、饮料
