污泥混合搅拌机械动力需求仿真与估算

在污水处理厂脱水污泥处理成套设备中,污泥混合搅拌机械起着重要作用,但目前对脱水污泥搅拌的动力需求相关研究几乎没有.研制了1台卧式污泥强制搅拌机,对叶片搅拌过程进行受力分析,计算出理论搅拌扭矩计算方程,通过MATLAB仿真计算出了理论所需扭矩,同时基于该搅拌机实际测算了搅拌扭矩,发现实测扭矩与仿真结果吻合得很好,继而推广到大型的涉及脱水污泥搅拌的机械,通过仿真估算出所需搅拌动力,为驱动电机的选型提供依据.     

涡轮搅拌器搅拌特性数值模拟与实验研究

针对工业常用的涡轮搅拌器,就典型的平直叶开启涡轮式、45°斜叶开启涡轮式和平直叶圆盘涡轮式3种搅拌器形式,分别进行了流场数值模拟和对比搅拌实验.基于Fluent软件的CFD数值模拟,获得的速度场分布,反映了搅拌器的结构特点.使用Fluent软件的Report功能输出模拟扭矩值,换算成的功率曲线和实测的搅拌功率曲线有很好的一致性,证明了CFD技术不仅能对速度场进行模拟,还可有效模拟搅拌功率,对搅拌设备优化设计和实物实验有进一步的指导作用.     

基于FLUENT的沉淀反应器方案研究

采用计算流体力学(CFD)对某厂的重要设备——沉淀反应器的搅拌结构进行研究,利用Gambit前处理软件以及Fluent流体力学模拟软件,应用标准k-ε湍流模型,并使用稳态MRF(Moving Reference Frame)方法,模拟了介质为水时沉淀反应器在不同结构、不同搅拌速度下流体力学情况,考察了流场、平均速度以及搅拌功率随操作和设备结构的变化情况。     

搅拌槽内部固-液悬浮流场的数值模拟及实验研究

随着计算机技术的迅速发展和计算流体力学理论的不断进步,国内外许多研究者利用CFD软件对搅拌器内部流场进行了大量的模拟。同时,也有不少学者针对搅拌设备内部流场利用LDV和PIV等测量技术进行了实验研究,结果表明,CFD模拟的结果与实验数据吻合较好。利用滑移网格法计算了六折叶圆盘涡轮搅拌器内部固-液悬浮流场。采用标准湍流模型及欧拉法来建立流体力学模型,研究了搅拌器在不同转速及不同安装高度下,流场的分布情况,分析了数值模拟和实验研究之间的功率消耗差异。通过数值模拟,为搅拌器的优化和放大提供参考。     

旋压机主轴装置设计与驱动功率计算

分析了旋压机主轴装置结构及恒功率同步高速系统的基本设计思路，并对其驱动功率采用了数学理论计算与模拟相似量化理论计算，同时进行了实际工况的测试比较和分析，进一步为封头成形机床的系列产品设计提出具有参考价值的依据。     

曲面型叶片轴流式搅拌器数值模拟研究

采用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT、利用多重参考系法(MRF)对曲面型叶片轴流式搅拌器的流场进行数值模拟.首先分析研究了不同扭角下曲面型搅拌器槽内流场特性和搅拌功率,表明:当扭角为10°时,槽内湍流强度强的区域更大,且搅拌功率最高;其次还分析了不同桨叶数的曲面型轴流式搅拌器的时均速度分布和搅拌功率,可知槽内时均速度、搅拌功率随着桨叶数的增加而增加.     

半浸式螺旋桨水动力性能的数值模拟研究

针对半浸式螺旋桨的水动力性能问题,应用CFD方法对其流场进行了数值模拟研究,并把结果与实验进行比较。通过求解雷诺平均方程(RANS)来模拟流场,采用SST k-ω湍流模型来计算RANS方程中的雷诺应力。利用Fluent中的明渠流动(Open Channel Flow)功能模拟空泡水筒中的气液两相流动,采用VOF方法捕捉自由液面。应用滑移网格法完成搅拌桨的转动,实现了对一个五叶右旋半浸式螺旋桨的数值模拟。研究结果表明,桨的尾流场形态与实验结果吻合地较好,证明了CFD方法预测半浸式螺旋桨性能的有效性。在较低浸入深度时,数值模拟可以很好地预测半浸式螺旋桨的性能。随着浸入深度的增加,推力系数和效率的预测结果基本准确,扭矩系数的预测结果有一定偏差。从数值计算结果中,可以获得宏观力的脉动曲线和完全入水桨叶的压力分布,并且可以对桨叶出水和入水过程进行详细的研究。     

反应釜搅拌轴的结构改进问题

结合计算流体动力学数值模拟方法,在分析数值计算模拟和方法的基础上,对改进反应釜的内部单相、双相流场进行数值模拟分析。模拟结果表明,通过改进的釜搅拌轴结构能够有效保证搅拌功率得到增加,大幅度提升轴向循环效果,具有进一步推广的价值。     

镗床电机的选择和变速箱最佳参数的确定

设计镗床主传动时,必须确定电机和变速箱的最佳参数。计算时要根据电机的额定功率P、最大扭矩Mmax、最低转速。nmin和最高转速nmax,以及主轴转速的调速比φ进行。　　　　按照已往的计算方法,当采用电机和机械联合变速时,变速箱的机械级数y=lg()/lg(),其中,为主轴总的调速范围;д凡。为电机的变速范围。此算式未考虑其它许多重要因素。　　　　比如,为了确保工艺规程要求的切削用量,应在功率恒定的条件下调整主轴转速。在这种情况下,主轴处于低转速范围时所承受的扭矩会超过允许值。因此,当主传动机构采用直流电机时,要限制主轴在低转速范…     

堆垛机水平行走驱动减速电机的选型计算

结合工程实例,通过受力分析、静功率和动功率、减速比、负载转动惯量、制动扭矩等的计算,阐述双立柱堆垛机水平行走驱动减速电机的选型计算过程,并用软件对选型进行校核验算,证明了选型符合设计要求。     

煤层气井有杆排采系统动力驱动设备选型方法

正确选择有杆排采系统驱动设备将有效节约动力运行成本,提高设备使用寿命,为排采设备的设计与选择提供合理依据。在确定三相异步电动机适用于煤层气井排采系统动力设备后,建立了减速箱扭矩和电动机额定功率的数学模型,揭示了电动机瞬时消耗功率的变化规律,并由此给出动力驱动设备的选择方法。结果表明,煤层气井动力驱动装置首选三相异步电动机,电动机的选型需综合考虑额定功率、实际消耗功率、电机转数和起动转矩的影响。电动机实际消耗功率与减速箱扭矩的变化具有一致性,系统平衡良好时,上下冲程中电动机所做的功近于相等,所消耗的功率也大大低于未平衡时的功率。减速箱扭矩为正值时,电机输出功率,而当扭矩变为负值时,电机反而被曲柄轴拖动,处于发电机状态。     

高紧凑性交叉斜盘式功率传输机构的特性

为提高朗肯循环中膨胀机的密封性能及功率密度,设计了一种交叉斜盘式功率传输机构来消除活塞与气缸之间的侧向力。建立了交叉斜盘机构的数学模型,分析了机构直线驱动活塞原理及高功率密度实现原理。在此基础上,建立缸内热力学模型,分析缸内气压随主轴转角的关系,并进行了数值计算和仿真分析。通过分析交叉斜盘机构传动过程中的摩擦损耗,研究了机构功率传输特性,进行了气动及电机拖动实验,实验结果与仿真结果基本一致。     

恒温反应器温度场数值模拟与试验研究

针对组织脱水机的恒温反应器加热系统温度场存在的均匀性问题,对恒温反应器上加热片的功率分布作了研究。首先,根据实际工况的试验校准建立了有限元模型,再把4块加热片的功率值作为变量设计均匀试验方案,利用该有限元模型结合均匀试验方案进行了模拟均匀试验。通过采用遗传算法对模拟均匀试验得到的回归方程进行了寻优计算,再根据寻优结果分别进行了数值模拟和现实工况的试验验证。结果显示,恒温反应器内部温度场均匀性达到了行业要求,同时有限元的分析结果和现实工况温度场的试验测量结果基本吻合,验证了所建立的有限元模型的合理性。     

用NEDC循环参数设计BSG电机功率和系统控制策略

通过分析增加BSG系统前的整车NEDC循环试验时ECU采集到的发动机转速和扭矩,计算出不同BSG电机与发动机传动比的BSG电机转速和扭矩,然后根据BSG电机额定转速及外特性特点,可以计算出BSG电机的功率。选定BSG电机功率和传动比后,再根据NEDC循环工况来设计初步的BSG系统的控制策略。     

缩比验证机轴对称矢量喷管设计与验证

在某缩比验证机推力矢量系统研制中,首先采用两套电动舵机驱动的连杆机构的设计方案,实现了矢量喷管的轴对称偏转.通过分析矢量喷管偏转过程中作动机构受力关系和运动关系,得到舵机需提供的最大扭矩与最大铰链力矩的关系.分别采用工程估算和CFD数值模拟两种方法对矢量喷管偏转产生的铰链力矩进行了计算.通过地面试验和飞行试验验证了所研制的轴对称推力矢量系统满足工程应用要求.     

振动轴转速对双卧轴振动搅拌流场的影响

为研究双卧轴振动搅拌机搅拌筒内流场振动搅拌过程中固液混合流体瞬态流动情况,基于计算流体力学(CFD)提供的计算方法,结合动网格技术、欧拉多相流模型、Realizable k-ε湍流模型及离散相模型,采用C语言编写用户自定义程序(UDF),并将其动态链接到CFD中,在非稳态条件下数值模拟双卧轴振动搅拌机搅拌质量受振动轴转速、固相颗粒体积分数的影响规律,并在此基础上,进行了振动搅拌试验研究。结果表明:当搅拌轴转速为35 r/min、混合料颗粒体积分数为20%、颗粒直径分别为10 mm、20 mm和30 mm时,振动轴转速分别为960 r/min、1 460 r/min和1 800 r/min时其搅拌质量最佳;数值分析结果与试验结论基本一致,说明了数值计算结果的准确性和计算方法的可行性。     

搅拌摩擦焊接中搅拌头疲劳应力计算方法

采用计算流体动力学模型(CFD)模拟AA6061-T6搅拌摩擦焊接过程。基于得到的流场压力分布,计算出搅拌头受力。搅拌头受力分为轴肩下表面摩擦阻力、搅拌针阻力和搅拌针底部摩擦力,通过与试验结果的比较验证了方法的有效性。进一步提出计算搅拌针根部疲劳应力的解析方法,并与有限元数值解对比验证了其正确性。结果表明,搅拌头受力和搅拌针疲劳应力随焊接转速增大而减小,随焊速的增加而增加。但较大的转速,导致较高的疲劳应力交变频率。     

圆盘转子流体阻力分析与试验研究

分析了圆盘转子在紊态流体中旋转受到的流体阻力,利用边界层理论计算了转子旋转所需的扭矩与功率,设计了转子试验装置,得到了转子在不同转速下所需的扭矩和功率数据,应用最小二乘曲线拟合方法得到了转子扭矩、功率与转速的关系。分析结果表明：转子扭矩与转速的一次方和二次方有关,功率与转速的一次方、二次方、三次方均有关。尽管应用边界层理论计算时忽略了表面形状等因素的影响,计算结果较试验数据偏小但仍可作为选取电机的参考。另外,通过对摩擦阻力系数进行修正,可以得到与试验数据相符的计算结果。     

穿流式搅拌器槽内流场的数值模拟

利用计算流体力学(CFD)方法对有挡板条件下的桨式和穿流式搅拌器槽内流场进行了三维数值模拟。在模拟的条件下,穿流式搅拌器提高了搅拌槽内的剪切速率,能够增强槽内流体的湍动,同时也加强了搅拌槽底部的流体流动。实验和模拟都发现在雷诺数较低时,两者的功率准数相当,随着雷诺数的增加有孔平桨的功率准数下降。并且发现单层四叶有孔平桨和双层二叶有孔平桨的功率准数模拟相对误差小于单层二叶有孔平桨的模拟误差。总体来说模拟值与实验值吻合还是较好,所以CFD方法的能够用于穿流式搅拌器的优化设计。     

内装式同轴电机主轴箱在数控立车上的应用

随着现代制造技术的发展,对机床的精度、性能指标的要求也越来越高,特别对机床主轴部件的要求如:主轴的转速控制范围,要求从0.0005～16000r/min（有的已达23000r/min）;主轴电机功率从几个kW,到现今能适应高速、强力切削的55kW;而且要求主轴运转时,高速与低速能平稳准确,输出扭矩恒定;主轴还须有C轴控制功能,能与进给轴配合完成螺旋加工等等。 为适合这些要求,进入九十年代以来,一些发达国家的机床制造业,在机床主轴部件的结构中,越来越多地采用了先进的内装式同轴电机驱动技术,电机与主轴合二为一,主轴转速由数字AC主轴驱动系统直接控制,实现调速范围极广的无级变速;主轴上配置有高精