微納磨床實(shí)驗(yàn)室高精度恒溫空調(diào)設(shè)計(jì)及氣流組織的節(jié)能性分析.pdf

1、中國政府在“十三五規(guī)劃”中指出工業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的主攻方向是智能制造、數(shù)控機(jī)床等工業(yè)；并且同時(shí)指出低碳經(jīng)濟(jì)將成為十三五規(guī)劃的重點(diǎn)方向之一。精密機(jī)械制造業(yè)對(duì)于空氣環(huán)境的嚴(yán)格要求，使得高精度環(huán)境空調(diào)變得舉足輕重。
　　本課題所研究微納磨床實(shí)驗(yàn)室是現(xiàn)代機(jī)械加工車間和大型精密加工實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)縮影，課題來源于東華大學(xué)“863”項(xiàng)目，該項(xiàng)目旨在對(duì)航天零件微納米級(jí)機(jī)械加工技術(shù)進(jìn)行研究，由于實(shí)驗(yàn)室自身?xiàng)l件及設(shè)備容量限制，普通恒溫恒濕機(jī)組達(dá)不到要求。本文

2、在恒溫空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮到空間限制的問題及加工區(qū)溫度控制精度問題，實(shí)現(xiàn)一套空調(diào)機(jī)組服務(wù)于兩級(jí)凈化房間，并能保證各自溫濕度等條件符合要求。在模擬方面，摒棄傳統(tǒng)速度入口設(shè)置方式，采用多孔階躍模型對(duì)多孔板送風(fēng)口進(jìn)行定義，使得室內(nèi)氣流組織模擬更具可靠性。在模擬分析方面，從保證零件加工區(qū)溫度和速度的穩(wěn)定性與均勻性出發(fā)，對(duì)該實(shí)驗(yàn)室內(nèi)環(huán)境溫度場、速度場進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，并針對(duì)氣流組織形式和送風(fēng)量進(jìn)行了相應(yīng)的節(jié)能可行性分析，該方法若推廣于大型加工車間

3、或?qū)嶒?yàn)室，將會(huì)產(chǎn)生很大的節(jié)能效果。
　　本研究對(duì)加工區(qū)的溫度控制精度要求高，設(shè)計(jì)送風(fēng)方式一般采用全面送風(fēng)的送風(fēng)方式，但全面送風(fēng)方式應(yīng)用在房間面積較大的加工車間時(shí)，有送風(fēng)量大、能耗高、初投資高的缺點(diǎn)，尤其是當(dāng)室內(nèi)熱源過于集中時(shí)，會(huì)造成部分冷量浪費(fèi)現(xiàn)象。本課題通過對(duì)全面送風(fēng)及局部送風(fēng)方式的氣流組織進(jìn)行模擬對(duì)比分析，認(rèn)為采用局部送風(fēng)的方式同樣可使室內(nèi)工作區(qū)溫度均勻性達(dá)到控制要求；通過對(duì)局部送風(fēng)方式氣流組織的優(yōu)化后模擬分析得出，在滿足溫度

4、場和速度場均勻性前提下使用局部送風(fēng)方式可以減小送風(fēng)量以達(dá)到節(jié)能的目的，且風(fēng)量最多可減少30％，此時(shí)機(jī)組總制冷量可減少37.9%，再熱量可節(jié)約33.3%。此外，為確認(rèn)零件不同高度和圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)溫度和速度場是否有影響和消除不利影響，進(jìn)行了進(jìn)一步的模擬分析，保證了在該機(jī)床工作區(qū)上下加工極限位置平面的溫度均勻性均滿足加工要求；圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度升高在5℃范圍以內(nèi)可以保證磨床加工區(qū)溫度不受影響。
　　本研究通過對(duì)機(jī)械加工實(shí)驗(yàn)室內(nèi)氣流組織的優(yōu)化，及對(duì)