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近些年来,随着汽车工业和交通运输业的迅速发展,汽车尾气对大气环境污染不断加剧,为此人们提出了新的汽车尾气净化方法,即利用纳米TiO2光催化降解材料治理汽车尾气污染的问题,将该材料喷洒在道路设施上,可以快速地将汽车排向地面方向的尾气加以净化,从而减少对环境的污染。因此对纳米TiO2喷洒机械进行相关设计及喷洒性能的研究,可以提高喷洒质量以达到充分利用纳米TiO2的目的。本文旨在以提高纳米TiO2光催化降解材料喷洒均匀度和喷洒质量为目标,全路况车为主要载体,设计车载纳米TiO2喷洒装备,并考虑到纳米TiO2光催化降解材料黏度、保湿性、表面张力的特性,对喷洒装备的喷洒特性进行系统的理论分析。首先,对车载纳米TiO2喷洒装备进行总体设计。将装备分为液流机构和机械机构。根据纳米TiO2的特点选择喷头、支管的布置方式、支管的长度及直径选择、支管的压力。建立车载纳米TiO2喷洒装备满载情况下的动力学模型并进行稳定性分析。其次,利用Delaunay三角剖分法和MATLAB科学计算软件,对不同行驶速度情况的车载喷洒装备进行喷洒特性分析。通过对平面纳米TiO2喷洒点的分布均匀度,采用三次样条多次插值法,将喷头的喷洒点分布数据转换为网格型。对喷头的方形和三角形组合喷洒特性情况进行理论分析,表明在相同喷洒控制面积内,正方形组合比三角形组合布置喷洒点的数据分布更加均匀,可以认为正方形组合均匀度要高于三角形组合均匀度。在此基础上,提出利用计算机模拟的方法对全路况车载纳米TiO2喷洒装备喷洒出的TiO2液滴的运动轨迹进行曲线拟合。提出了为纳米TiO2喷洒数据特征点建立数学模型,并选取合适的拟合函数,对4种车速情况下喷洒液滴轨迹进行曲线拟合。对比4种情况下的分布情况,得到在车速2.0m/s (7.2km/h)时,喷洒点的分布比较均匀。最后,初步建立了全路况车载TiO2喷洒装备性能评价体系。将评定指标设定为技术性能指标、经济性能指标和喷洒装备的能耗指标。用本文建立的评价指标体系对样品的路况车载TiO2喷洒装备的工作效率进行了评价。本文首次在全路况车上设计装配全套纳米TiO2的喷洒装备,从理论分析、模拟仿真对其进行理论性分析研究,对比四种车速情况下喷洒均匀度及喷洒特性,所研究的全路况车载纳米TiO2的喷洒装备具有较好的喷洒性能,是对光催化降解纳米TiO2材料喷洒方法及车载情况下喷洒性能评价的首次尝试,所以,该研究具有重要的理论意义与应用价值。