随着国家大力提倡发展可再生能源,风电在我国能源结构中的份额日益增多,风电叶片的制造也随之增长。风电叶片作为风电机组的关键部件,其制造成本约占机组总成本的四分之一。由于叶片材料主要为玻璃纤维环氧树脂,所以在对其进行打磨作业的时候会产生大量粉尘。粉尘不但会对工作空间造成污染,危害工人的身体健康,还会影响打磨机器人的加工精度和使用寿命。因此,在对风电叶片打磨的同时进行除尘具有重要意义。在除尘装置的研究中,对除尘器的研究和投入较多,而对产尘点捕获装置的研究很少。由于除尘罩内部流场的复杂性,还没有对除尘罩研究形成系统的理论。本文以风电叶片打磨机器人除尘罩为研究对象,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,运用气固两相流理论对除尘罩内部流场进行研究,分析除尘罩结构参数对内部流场的影响,对除尘罩结构进行优化。首先,根据打磨点气固两相流湍流流动特点,分析粉尘颗粒在气流中的受力情况,建立单颗粒粉尘的运动方程。针对不同粒径的粉尘颗粒运动特性进行分析,研究粉尘颗粒在重力、空气阻力作用下粉尘的运动特征,得到不同粒径粉尘颗粒的悬浮速度、运动时间和运动距离。其次,建立风电叶片打磨机器人除尘罩的三维简化实体模型,对除尘罩内部气相流场进行数值模拟。釆用气固两相耦合的随机轨道模型,通过欧拉-拉格朗日模拟方法,对粉尘颗粒在除尘罩内部的分布和运动规律进行研究。研究颗粒参数对除尘罩除尘性能的影响,粉尘颗粒粒径从40?m增大到120?m,捕集效率由90.57%降低到78.25%;粉尘颗粒浓度由100 g/m~3增加到600 g/m~3,捕集效率由88.25%降低到84.21%。最后,在对除尘罩内部气相流场研究的基础上,分别对除尘罩的结构参数进行改变,分析其对除尘罩内部流场的影响。建立除尘罩优化模型并进行数值模拟,对其气相流场和颗粒相流场进行分析,验证除尘罩优化模型。分析不同颗粒粒径和颗粒浓度下除尘罩捕集效率,捕集效率比之前提高6.5%,进一步验证除尘罩优化模型。