基于粉尘箱的流体仿真方法

叶子文

摘要：文章讨论了在设备改进中经常遇到的，如何提高关键零部件改进分析效率的问题，综述了creo软件中对机械零部件流体基本仿真方法，总结了在设计中零成本，短时间，可观测的对改进部件的持续优化方法;

关键词：粉尘箱;流体仿真方法;creo仿真

引言

随着我国大力推进工业智能制造技术，越来越多的企业开始注重产业技术的升级和改造工作，尤其在关键零部件的设计和加工中，不可避免的遇到零件尺寸不合适，结构不合适，材料不合适等诸多问题，当下机械制图软件相较之以往有了很大的进步，特别是在增加了自带的仿真的功能，极大的方便了非机械专业技术人员研究零件结构对热场，流体，力学等的影响，为优化设备关键零部件提供了可视化的指导方向。

正文

1.传统设备零部件优化的基本现状

随着5G技术的发展和运用，万物互联的时代已经来临。大数据，云计算，人工智能等先进技术的不断演进，应用层对数据传输用的光纤的要求越来越来高，导致产品制造对设备的要求也越来越高。传统设备诸多零部件也在产品生产制造的过程中不断被研究，被分析，被优化，被改进，这个过程围绕着零件加工，试验，再加工，再试验的路径在进行，改进的成本相当大，但现在大部分的机械绘图软件都有效的集成了设计仿真工具，使得零件的设计和分析变得非常简便，同时也具有一定的指导意义。

2.基于粉尘箱的问题和解决思路

生产、制造光纤预制棒的过程中，尾端会排除大量的粉尘，而粉尘遇空气，非常容易凝结成块，堵塞廢气管道。基于解决此种问题，我们构建了一个在设备尾部安装粉尘箱的想法，并进行设计、加工、试验。

但在使用过程中，遇到了粉尘箱体中，粉尘沉积，结块，需要时常清理;同时也遇到废气流入快，流出慢，出现废气回流的情况，导致预制棒的光学指标异常等问题。

为此，我们需要对粉尘箱的结构进行仿真分析，同时需要研究粉尘箱内部结构不同时，气体的流场会发生怎样的变化。

3.基于粉尘箱的基本具体方法

3.1流体仿真数学模型

3.1.1连续性微分方程

3.1.2理论依据：质量守恒定律在微元体中的应用

3.1.3数学描述：[单位时间流出的质量]-[单位时间流入的质量]+[单位时间的质量累计或者增量]=0

3.1.4公式推导：

3.2绘制仿真所需的零部件--粉尘箱

为了便于仿真粉尘箱的结构，首先需要在软件中绘制出基础零件，此处使用的是Creo Parametric 5.0版本的软件，通过新建零件以及一系列的软件操作，在软件中绘制出设定尺寸的基础物件，此处不作材料属性设定，直接进入仿真。

3.3进入仿真程序--开启流体分析

在软件中选择“应用程序”，再选择工具栏中的“流体分析”。

第一步：创建流体域，设置相关区域;

第二步：选择物理模块，勾选流体;

第三步：网格细分;

第四步：点击运行仿真;

4.结语

全面、细致的对设备中的关键零部件进行仿真，才能观察到零部件在各种条件下的工作变化，从而在各种变化中择优进行设计，避免了实物加工出来后，试用不合格，反复设计加工，增加了材料费用和试验时间。极大的提高了设备连续优化，升级，改造的准确性和稳定性，不仅满足了光纤产品也来越高的消费需求，同时不断加快了先进设备的开发和使用。

参考文献：

[1]张赵顺.流体力学（第3版）.清华大学出版社，2015年7月

[2]刘广生.Creo Parametric 5.0动力学与有限元分析从入门到精通.人民邮电出版社，

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