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扫地机清扫速度与清扫率的关系
2014-09-13 来源:
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摘要

    根据吸扫式和纯扫式清扫车两种车型不同清扫机理,从理论和实验上说明了清扫速度队清扫率的影响关系,并进一步指出了两者之间的变化规律。

    清扫速度是清扫车的评定指标之一,它是一个变化的量,其变化取决于作业时路面垃圾的种类、洒水量的多少以及路面车辆状况。根据资料介绍,国内外真空吸扫式和纯扫式清扫车,清扫速度皆在0~30km以内。

    清扫率也是清扫车的评定指标,它是以试验时所收集的垃圾量W1与试验场地设置的垃圾总量W的百分比作为表达式,即

   

    式中:W2—路面垃圾残留量。

    一般要求清扫率不小于90%。清扫率主要受工作装置和工作速度的影响,在作业时,工作装置和清扫速度是一个有机的整体,彼此关联。考虑到路面垃圾的随机性及其之间相互作用的复杂性,在实际工作中,驾驶员往往通过改变清扫速度来达到要求的清扫率。所以本文假定工作装置是处在最佳工作状态,仅仅分析清扫速度对清扫率的影响,并根据吸扫式和纯扫式两种清扫车不同的清扫机理进行分析、讨论。

1 吸扫式清扫车

    吸扫式清扫车是依靠吸口处真空度来收集垃圾,而真空度的大小取决于吸口中风速的大小。为达到收集垃圾的目的,吸口处的风速一般在40~60m/s范围内。

    吸口的形状类似于锥形方体,下大上小。垃圾由吸口吸入,流经吸管而进入垃圾箱中。对吸口来说,吸入垃圾越多,压力损失越小,其性能就越好。吸口中的垃圾在风速的作用下运动时,易与吸口四壁及相互之间发生碰撞,损失一部分动能,使得收集能力下降。

    当吸口中风速一定时,单位时间内流经吸口的空气质量是一定的,而当清扫车工作速度增加时,对吸口吸入性能的影响表现在三个方面。

    (1)清扫速度增加,意味着单位时间内行驶距离增加,故单位时间内所收集的垃圾质量也增加,混合比μ值增加,使得吸口中的垃圾相互碰撞的概率加大。由于碰撞,它们损失了一部分上升速度,达不到上升所必需的悬浮速度,所以,又重新落回地面。

    (2)吸口处垃圾在运动时,受到下列气流的作用:由风机产生的垂直向上的气流Vf;由清扫车运动产生的水平相对运动气流Vr;由盘刷或柱刷旋转产生的扰动气流。由图1可看出,清扫速度的增加,垃圾上升速度V与铅垂线的偏离程度增大,极易与吸口四周碰撞,其结果使吸入性能下降。清扫速度的增加使得工作装置在同样时间内对路面垃圾的作用次数减少,因此,从理论上说,在风速和路面垃圾量一定的情况下,清扫速度越高,清扫效率就越低。下面几组试验数据可看出这种趋势。

   

    图2是试验物料为砂、石子时的试验数据。从图中可以看出,当清扫速度为8km/h时,无论是石头还是砂,其清扫率是相同的,均为100%。但清扫速度提高时,石头的清扫率要高于砂。另外,即使是同一种作业对象,当撒布密度不同时,清扫率也不同,当清扫速度增加时,撒布量越大,清扫率的下降幅度也越大。从图1看出,清扫率是随清扫速度增加而减小的。

   

    根据QX5140GSL清扫车测试报告也可看出这一变化趋势,数据见附表。

   

    对一些形状比较特别的物体如纸片、鹅卵石、易拉罐等,即使清扫速度达到15km/h,清扫率仍为100%,说明当路面垃圾表面积较大且容重较小时,易受到真空作用。只要吸口处风速达到一定程度,在一定的行驶范围内,清扫率与工作速度无关。这一点同样适用于纯扫式清扫车。

2 纯扫式清扫车

    不同之处在于垃圾的收集上。纯扫式清扫车依靠圆柱刷的转动将垃圾抛掷到垃圾斗里,它可以在路面垃圾量比较大的条件下工作,作业速度要高于吸扫式清扫车,其缺点是容易造成路面二次污染。对于纯扫式清扫车,当清扫速度增加而圆柱刷转速不变时,单位时间、单位行驶距离内圆柱刷对地面的清扫次数减少;同时,垃圾的抛掷次数也减少,其结果是清扫率下降。这一点与吸扫式清扫车相同,从试验报告中也得到了证实。

    再研究保洁作业清扫对象主要是尘土时的变化情况,此时尘土是二次污染的主要原因,在清扫作业对象中,它占了相当大的比例。由于尘土粒径小,其悬浮速度较低,运动时易受到其它气流的干扰;此外尘土的含水量对其收集也有一定的影响。因此,在其它清扫工况不变的情况下,改变清扫速度,清扫率的变化较为复杂。

    试验时,尘土的含水量为8.51%,粒径分布曲线见图3,试验结果见图4

   

    根据试验,计算出在不同清扫速度和撒布密度状况下的清扫率,其值都不低于93%,但它并不遵循清扫速度增加、清扫率下降的变化规律。

    为了更好地反映清扫速度与清扫率之间的变化关系,用路面尘土残留量代替清扫率,它与清扫速度的变化关系见图4。从图4可以看出:

    (1)撒布密度Q=0.1m3/km、0.2m3/km时,路面尘土残留量变化趋势随清扫速度增加而下降,这意味着清扫率随清扫速度增加而上升。

    (2)当撒布密度为0.4m3/km时,残留量随清扫速度而增加;但当清扫速度为8km/h时,路面残留量反而有所下降;随着清扫速度继续增加,残留量复又上升。

    (3)当撒布密度为0.8m3/km时,变化较为复杂,路面残留量随清扫速度增加而减少;当清扫速度超过8km/h时,残留量回复增加。从图中可看出,8km/h是最佳的清扫速度。

3 结语

    通过上面的分析和试验,得出清扫速度与清扫率之间的变化规率如下:

    (1)无论是吸扫式还是纯扫式清扫车,当清扫速度增加时,清扫率总的呈下降趋势。

    (2)对一些形状较大、容重较小的物体,在一定清扫速度范围内,清扫速度与清扫率无关。

    (3)对于纯扫式清扫车,当作业对象主要是尘土时,清扫率与清扫速度变化较为复杂,不遵循清扫率随清扫速度增加而下降的规律。

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