本文關(guān)鍵詞：基于虛擬現(xiàn)實的袋式除塵器清灰仿真實驗關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究　出處：《河北工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：袋式除塵器是煤炭、冶金、建材、電力等領(lǐng)域普遍需要的大型高效除塵裝備,隨著我國環(huán)保形勢日益嚴(yán)峻,相關(guān)監(jiān)管措施逐步加強(qiáng),袋式除塵器市場及用戶個性化需求迅速增加。傳統(tǒng)袋式除塵器新產(chǎn)品開發(fā)過程中物理樣機(jī)實驗周期長、效率低、成本高、危險系數(shù)大等問題凸顯,已不能滿足大型除塵裝備開發(fā)速度和開發(fā)質(zhì)量的要求。針對上述問題,本文將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于袋式除塵器脈沖清灰實驗中,借助數(shù)值模擬、虛擬現(xiàn)實建模、數(shù)據(jù)驅(qū)動仿真、交互控制與動畫效果實現(xiàn)等技術(shù),初步建立了基于虛擬現(xiàn)實的袋式除塵器清灰仿真實驗系統(tǒng),并圍繞脈沖清灰實驗虛擬現(xiàn)實仿真若干關(guān)鍵問題展開探索性的研究,研究內(nèi)容及成果如下:(1)對虛擬現(xiàn)實仿真實驗技術(shù),虛擬仿真實驗系統(tǒng)設(shè)計的理論基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,明確了袋式除塵器脈沖清灰實驗虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)組成及總體架構(gòu),并針對虛擬仿真系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析設(shè)計。(2)分析了袋式除塵器實驗裝置的結(jié)構(gòu),清灰性能影響因素、評價指標(biāo)及仿真數(shù)學(xué)模型,利用計算流體力學(xué)軟件Fluent對袋式除塵器清灰實驗裝置噴吹管區(qū)域和濾袋區(qū)域進(jìn)行數(shù)值模擬實驗,得到噴吹管不同位置噴嘴處的速度值以及濾袋內(nèi)壓力場和速度場特征值,為進(jìn)行袋式除塵器清灰性能分析及虛擬仿真實驗奠定基礎(chǔ)。(3)對袋式除塵器清灰實驗的虛擬現(xiàn)實仿真關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,通過虛擬現(xiàn)實建模語言對袋式除塵器實驗裝置的外觀、功能和行為建模,生成逼真的三維虛擬模型,實現(xiàn)了實驗裝置結(jié)構(gòu)虛擬展示。利用VRML粒子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)驅(qū)動仿真技術(shù)對噴吹清灰氣流進(jìn)行模擬,再現(xiàn)了清灰實驗過程,增強(qiáng)了虛擬仿真實驗的現(xiàn)場感。(4)在VC++環(huán)境下,搭建了袋式除塵器清灰實驗的桌面式虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng),劃分了系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),設(shè)計了各模塊功能和用戶界面,初步實現(xiàn)了某種工況參數(shù)下脈沖噴吹清灰實驗的虛擬現(xiàn)實仿真。研究表明:將虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)應(yīng)用于袋式除塵器清灰實驗中,可以部分替代在現(xiàn)實中難以進(jìn)行或費時費力和費資金的物理實驗,對于縮短實驗周期、降低實驗成本以及提高研發(fā)效率具有重要的作用,同時也為操作人員培訓(xùn)、產(chǎn)品展示及虛擬演示等提供方便。
[Abstract]:Bag dust collector is a large scale and high efficiency dust removal equipment which is generally needed in the fields of coal, metallurgy, building materials, electric power and so on. With the increasingly serious environmental protection situation in China, the relevant regulatory measures are gradually strengthened. The market and personalized demand of bag dust collector are increasing rapidly. The problems such as long experimental period, low efficiency, high cost and high risk coefficient in the development of new products of traditional bag dust collector are obvious, such as long experimental period, low efficiency, high cost, high risk coefficient and so on. It can not meet the requirements of development speed and development quality of large-scale dust removal equipment. In view of the above problems, this paper applies the virtual reality technology to the pulse ash removal experiment of bag dust collector, with the help of numerical simulation, virtual reality modeling. Data driven simulation, interactive control and animation effect implementation technology, the preliminary establishment of virtual reality based on the bag dust filter ash removal simulation system. And some key problems of virtual reality simulation of pulse ash removal experiment are studied. The research contents and results are as follows: 1) the virtual reality simulation experiment technology. The theoretical basis and key technology of the virtual simulation experiment system design are studied, and the composition and the overall framework of the virtual reality simulation system for the pulse ash removal experiment of the bag dust collector are defined. The overall structure of the software and hardware system of the virtual simulation system is analyzed and designed. 2) the structure of the experimental device of bag dust collector, the influencing factors of ash removal performance, the evaluation index and the simulation mathematical model are analyzed. Numerical simulation experiments were carried out on the blowpipe area and filter bag area of the dust removal experimental device of bag dust remover using computational fluid dynamics software Fluent. The velocity values of the nozzle at different positions of the nozzle and the pressure field and velocity field eigenvalues in the filter bag were obtained. The key technology of virtual reality simulation of bag dust precipitator cleaning experiment is studied in order to analyze the cleaning performance of bag dust collector and establish the foundation of virtual simulation experiment. The virtual reality modeling language is used to model the appearance, function and behavior of the experimental device of bag dust collector, and a realistic 3D virtual model is generated. The virtual display of the structure of the experimental device was realized, and the soot cleaning flow was simulated by VRML particle system and data-driven simulation technology, and the soot cleaning experiment process was reappeared. In VC environment, a tabletop virtual reality simulation system for ash removal experiment of bag dust remover is built, and the hierarchical structure of the system is divided. The function and user interface of each module are designed, and the virtual reality simulation of the soot cleaning experiment with pulse injection under a certain operating condition parameter is preliminarily realized. The research shows that the virtual reality simulation technology is applied to the soot removal experiment of bag dust remover. It can partly replace the physical experiments which are difficult or time-consuming and expensive in reality. It plays an important role in shortening the experiment cycle, reducing the cost of the experiment and improving the efficiency of research and development. It also provides convenience for operator training, product presentation and virtual demonstration.
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X701.2

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本文編號：1439388