汽车外观的干净整洁不仅提升了城市形象,也避免了灰尘等污垢对汽车行车安全造成的影响。常见的人工清洗汽车方式效率低,容易刮伤车体;具有自动清洗功能的洗车机往往设备复杂,占地面积大,不可移动。结合实际情况,设计出一种自驱动清洗汽车装置,该装置的主要原理是:利用滚筒将汽车架空,并通过滚筒等装置将汽车轮胎的动能传递至水泵,利用安装在喷射架上的扇形喷嘴达到清洗汽车的目的。扇形喷嘴作为该清洗装置的最终执行元件,合理的喷嘴射流性能对清洗效果的影响至关重要,因此,本文利用计算流体力学仿真软件FLUENT对扇形喷嘴射流性能进行了研究,论文的主要工作如下:(1)首先分析我国汽车行业的发展及淮南市洗车行业的现状,介绍了国内外洗车方式的区别,分析其优缺点,提出本论文的主要研究内容;(2)为了实现该装置无需外接电源即可清洗汽车,设计了滚筒作为能量传递装置,并同时对水泵、带、圆柱凸轮、锥齿轮及清洗系统进行初步设计和选型;(3)基于流体力学及水射流技术相关原理,建立了切槽式扇形喷嘴物理三维模型,利用计算流体力学仿真软件FLUENT对扇形喷嘴内外部流场进行分析。在喷嘴内部轴线上,射流速度和动压均迅速增加,至喷嘴出口处附近达到最大值,在喷嘴外部轴线上,射流速度缓慢降低,动压迅速减小,在距离喷嘴原点一定长度,垂直喷嘴轴线的平面上,射流动压表现出轴线附近动压较小,由轴线向外侧,动压表现出先增加后减小的特点。(4)选取了六个不同清洗参数,采用单一变量法分别分析这些参数对射流性能的影响并总结规律。为了选取最优的清洗参数,采用正交试验法对最优参数进行研究。研究结果表明:V形切槽偏移量、V形切槽角度和入口压力对流量和打击力的影响较大,V形切槽偏移量对有效清洗宽度的影响较大;V形切槽偏移量和V形切槽角度对壁面上轴线附近最小动压的影响较大。综合考虑各因素,选取了V形切槽半角为40°、V形切槽偏移量为0mm、出口段长径比为4、入口压力为7.5 MPa为最优参数。图 [58] 表 [18] 参 [60]