基于SolidWorks Flow Simulation的滤清器过滤效果分析

应用SolidWorks软件的Flow Simulation插件对一款典型的发动机滤板式滤清器核心部件进行CFD分析。通过流体动力学仿真分析,可以直观地得到滤清器内部空气的流线分布,获得内部流体速度场切片云图。通过粒子轨迹示踪法,模拟三种不同粒径的杂质在滤清器内部的运动过程,可预测该款滤板式滤清器对气流中不同粒径杂质过滤效果,以便于下一步对产品结构进行优化设计。     

管道陶瓷球阀振动噪声分析及结构优化

陶瓷材料具备耐高温、耐磨损、抗腐蚀等优良特性。陶瓷球阀继承了材料自身的良好性能,被广泛用于工况较恶劣的化工管道中。当管道出入口压差较大时,阀内件、阀门及管道容易发生振动,导致阀内件受损引发泄漏、共振引发高噪声。因此,分析高压差工况下陶瓷球阀振动产生的原因,对于实现减振降噪具有实际意义。首先,分析陶瓷球阀振动噪声产生的原因。然后,对高压差流体特性进行分析,得到不同开度下的管道内流体的速度云图和流体的压力云图,并通过求解低阶模态研究共振,得出陶瓷球阀高噪声产生的主要原因是发生闪蒸现象。再次,通过对陶瓷球阀的阀座进行结构改进及增设陶瓷节流孔板,实现分流降压。最后,通过在阀门出口处设置多个监测点进行噪声监测,证实噪声值降低了16%以上,达到了降噪目的。     

偏心球阀冲刷磨损机理分析及防冲措施

利用SolidWorks流体仿真模拟软件，分析工况介质流过偏心球阀时的压力分布、介质流动状态和物态变化等情况来分析偏心球阀在含固体颗粒介质工况冲刷磨损机理。根据其冲刷磨损机理为偏心球阀在含固体颗粒物介质工况下使用时，找到相应有效的防冲刷措施。     

加氢反应器气液分配器的匹配性设计研究

采用冷态模型实验和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟相结合的手段进行加氢反应器气液分配器匹配化设计与优化。实验结果表明,CFD模拟与冷模实验得到的液位相对偏差大部分均在10%以内,这说明建立的CFD模拟条件及模型是准确的。随后考察气液物性对分配器内气液两相流动状态的影响,并进行冷热态条件下CFD模拟结果对比。CFD模拟结果表明,通过相似原理进行的冷热态条件换算是可靠的。与现有技术相比,采用匹配化设计的新型气液分配器流体分配不均匀因子只有0.06,小于现有技术的0.29,新型分配器具有更好的流体分配均匀性。工业应用结果表明,采用匹配化设计的新型气液分配器可降床层径向温差由20℃左右降低至5℃左右,为重蜡油加氢装置长周期运行提供了可靠的技术保证。     

基于简化模型的T型微反应器设计

分析T型微反应器内流体混合程度和反应产物收率的常用方法:是建立计算流体动态模型,也就是CFD模型,可是这种模型不适用于微反应器的优化设计,因为利用CFD模型进行优化计算需要的大量的计算时间。本研究开发了一个描述T型微反应器流体流动状态的简化模型,通过假设边界条件和假设扩散系数的设定来计算微反应器内反应产物收率。其中假设边界条件用来描述强混合效果在反应通道入口处的流动状态,假设扩散系数用来描述混合效果在流动路径上的变化。本研究依据此简化模型,确立了一种优化设计方法:,用来设计具有最优尺寸的T型微反应器。优化问题的目标函数是最大反应产物收率,优化约束包括反应通道尺寸约束和操作压力约束。在求解过程中,首先建立尺寸约束边界条件下的CFD模型,然后依据CFD模型计算结果:,求解简化模型中的未知参数。将建好的简化模型作为优化问题的等式约束,最后求出最优的T型微反应器。简化模型和优化设计方法:的有效性通过一个快速平行串联反应在微反应器中的反应过程来验证。简化模型的优化设计结果:和CFD模型验证结果:高度一致。     

液-液喷射器不同进料方式下混合过程的CFD模拟

利用计算流体力学(CFD)软件CFX5对液-液喷射器混合段物料的混合性能进行了模拟,确定了工作流体和引射流体都平行于混合管轴线进料时物料完全混合所需的混合管长度,并分析了三种不同进料方式:(1)工作流体和引射流体都与混合段轴线平行进料;(2)工作流体与混合段轴线平行进料,引射流体与轴线成30°进料;(3)引射流体与混合段轴线平行进料,工作流体与轴线成30°,对混合管内混合过程的影响,结果表明,工作流体和引射流体都与混合段轴线平行进料时混合效果最好。     

喷射反应器内液-液湍流微观混合的研究

通过定义局部分离度,来定量表征喷射器内液-液湍流微观混合规律。其定义式为:(实验所得H~+浓度-模拟所得H~+浓度)/模拟所得H~+浓度。选用酸碱反应体系,利用PLIF技术得到沿喷射器轴线的H~+浓度;采用Fluent软件,利用Standard k-ε模型,模拟获得相同操作条件下的H~+浓度变化趋势。得到不同操作条件下,分离度沿喷射器轴线的变化,结果表明:(1)引流速度不变,喷嘴速度越大,两流体越容易达到微观尺度的均匀混合;(2)喷嘴速度不变,引流速度越大,两流体反而不容易达到微观尺度上的均匀混合;(3)速度比一定的情况下,喷嘴速度越大,越有利于流体的微观混合。     

MT-2型缓冲器弹簧座结构强度分析

建立了MT-2型缓冲器弹簧座有限元模型,通过商业有限元分析软件ANSYS对其进行前、后处理和计算,分析得到弹簧座在车辆最大发生最大纵向力条件下的应力分布云图,并校核其强度。经对结果的分析,弹簧座在缓冲器最大压缩状态时满足强度设计的要求。     

基于粒子群算法的满载需求可拆分车辆路径规划

为了更加合理地规划车辆配送路径,尽可能使用最少的车辆数和最短路径长度来完成整个客户点的配送任务,提出一种基于粒子群算法的满载需求可拆分车辆路径(F-SDVRP)规划策略,在配送过程中通过确保任何一辆满载的配送车辆从配送点出发后均以“最优”的配送路径进行配送来达到配送的总路径“最优”要求,并通过粒子群算法不断优化整个客户点的配送顺序.仿真结果表明,在求解相关客户点配送问题时,所提出的车辆规划策略得到的结果优于对比文献中的求解方法,在配送车辆数相同的情况下,最大的路径长度减少率达到8.21%.此外,各算例的仿真结果表明,所提出的策略的寻优结果稳定,粒子群算法可以解决满载需求可拆分车辆路径规划问题.     

重油催化装置中油浆控制阀的选择

催化装置中油浆和回炼油等流体中含有一定量的催化剂粉末,有些装置的工艺流程在阀上的压降较低,在0.1MPa左右,因而流体通过阀内件最小缩流端面的流速相对较慢,此时控制阀的选择较容易,可以选择不易堵塞的,流道简单的角阀或调节球阀(凸轮挠曲阀或V型球阀)甚至单座阀,在阀内件表面堆焊司太莱合金强化,以提高耐磨性能即可.而有些装置的工艺流程在阀上的压降较大,在0.3MPa以上,此时若选用了普通的角阀或凸轮挠曲阀,阀内件流速较快,流体携带着催化剂粉末以极快的流速冲刷着阀内件甚至阀体,加上流体温度较高,流体的饱和蒸汽压较大,空化气蚀也可能发生.     

基于SPWM逆变的变流系统设计

小型直驱风力发电机组的需求,设计了适用于该系统的变流装置,从而提出了一种直驱型风力发电变流系统的设计结构,即采用不控整流+升压斩波+SPWM逆变的变流器将电机发出的电能转换为可接入电网的恒频恒压的交流电;详细介绍了直驱型风力风电系统的组成结构及其变流系统的控制原理。     

微小尺度射流流量传感器的设计与仿真分析

在许多新型传感器和微系统中均存在微量流体自动、精确地驱动和控制问题,而这有赖于微小尺度下对流量的精确测量。基于射流振荡原理设计了一种新型的无反馈通道微小尺度流量传感器,采用计算流体动力学(CFD)方法对该流量传感器的测量特性进行了仿真研究。通过观测振荡腔内部流场,分析了振荡器内部流动形态和射流振荡过程。通过对监测点压力变化曲线的分析,获得了不同入口速度下流体振荡频率,建立了流体流速与振荡频率的函数关系。研究结果表明,该微小尺度射流振荡器振荡平稳,主射流切换灵活,在较宽的流速范围内,流速与振荡频率具有线性关系,具有0.3%的较低的相对压力损失并可达到较小的测量下限,易于加工成型。     

基于SPH的泥石流可视化仿真研究

泥石流是常见的危害性较大的地质灾害,发生时相关影像往往缺失。为了分析再现流体现象,提出进行可视化再现灾害过程,具有较强的现实意义。对泥石流的形态与动力学规律进行分析,使用改进的基于SPH的粒子系统方法设计出泥石流可视化仿真的方案,可将泥石流中的流体与刚体都简化为SPH方法中的微团粒子,通过对微团粒子间在光滑半径内的相互作用来得到流体与刚体的位置,最终得到了较好的泥石流可视化仿真结果,从而证明了SPH改进算法对可视化仿真泥石流是有效的。     

离心式甲铵泵汽蚀原因分析及其数值模拟

某石化公司的RON 2×14型离心式甲铵泵,其在运行过程中出现振动高,电流高等故障,停泵检修后发现第一级叶轮出现汽蚀现象。汽蚀现象是离心泵比较常见的失效形式之一,引起汽蚀的原因很多,叶片内部复杂的湍流就是产生汽蚀的一个主要原因。随着计算机技术和计算方法的发展,计算流体力学(CFD)技术已实现了对离心泵内部流动状态的合理仿真分析,采用数值模拟方法来研究离心泵内流体流动规律,使得利用数值仿真结果来指导泵的设计成为可能。本文应用CFD软件CFX研究该甲铵泵的内部流体流动,分析该甲铵泵汽蚀的产生原因,对其汽蚀特性进行数值仿真模拟,分析总结甲铵泵内汽—液两相流体的分布规德,实现改善该泵的汽蚀性能的目的。     

局部聚类分析的FCN-CNN云图分割方法

空气中的尘埃、污染物及气溶胶粒子的存在严重影响了大气预测的有效性,毫米波雷达云图的有效分割成为了解决这一问题的关键.本文提出了一种基于超像素分析的全卷积神经网路FCN和深度卷积神经网络CNN（FCN-CNN）的云图分割方法.首先通过超像素分析对云图每个像素点的近邻域实现相应的聚类,同时将云图输入到不同步长的全卷积神经网络FCN32s和FCN8s中实现云图的预分割;FCN32s预测结果中的"非云"区域一定是云图中的部分"非云"区域,FCN8s预测结果中的"云"区域一定是云图中的部分"云"区域;剩下不确定的区域通过深度卷积神经网络CNN进行进一步分析.为提高效率,FCN-CNN选取了不确定区域中超像素的几个关键像素来代表超像素区域的特征,通过CNN网络来判断关键像素是"云"或者是"非云".实验结果表明,FCN-CNN的精度与MR-CNN、SP-CNN相当,但是速度相比于MR-CNN提高了880倍,相比于SP-CNN提高了1.657倍.     

某型高超声速进气道性能的二维数值模拟

针对高超声速进气道内的复杂流动特性,以某型高超声速进气道为研究对象,利用商业CFD软件对其内外流场进行了二维数值模拟.得到了在不同的来流M数条件下某型高超声速进气道设计状态和非设计状态的特性,其计算结果对高超声速进气道的设计和试验研究都具有一定的意义.     

剪切变稀型SPH非牛顿流体的预测-校正方法

对非牛顿流体的模拟一直是基于物理的流体模拟技术的研究难点.为解决SPH流体模拟中非牛顿流体粒子凝聚成团导致断层现象,提出一种针对剪切变稀型非牛顿流体的预测-校正方法.首先使用Cross模型对流体进行统一建模;然后计算每个流体粒子受到的除了压强力以外的其他力,以此获得中间速度;最后通过求解每个流体粒子的压强系数满足流体的不可压缩性,实现密度校正.为了提高计算速度,该方法使用全局动态时间步长.实验结果表明,文中方法实现了牛顿流体和剪切变稀型非牛顿流体的统一建模,解决了断层问题;相比于无校正方法,其能够在更大的时间步长下稳定运行.     

基于Fluent的动态旋流器流场计算机模拟仿真

Fluent软件是一款集流场、热传质、燃烧以及化学反应于一体的商业CFD 软件. 针对动态旋流器流场的复杂多变性, 以Total型动态旋流分离器为例, 在Gambit软件中简化并建立了物理模型, 通过fluent软件对其速度场进行计算机模拟仿真, 得出了柱坐标系统下, 切向速度、轴向速度和径向速度三个速度分量云图, 通过研究发现, 基于Fluent的动态旋流器流场计算机模拟仿真可以有效地解决复杂流动问题, 为动态旋流器工艺设计和性能优化提供可靠的依据, 且节省开发费用, 缩短设计周期.     

薄壁堰流量计的原理及其应用(续)

九、薄壁堰流量计的设计方法薄壁堰流量计的设计大致包括选择堰型、确定堰板开口(孔)尺寸、确定堰槽各部分尺寸、液位测量装置和流量检测系统配用仪表选型等内容。具体设计时可参照如下步骤: 1.列写已知条件和工艺技术要求已知条件包括被测介质名称和成份,工作状态下流体的温度、密度和粘度,流量测量范围(即最大流量和最小流量)等。工艺技术要求是指测量精确度、显示方式(即瞬时或积累)和是否带标准统一信号输出等。 2.设计步骤①选择堰型根据生产工艺上提供的被测液体流量范围、测量精确度要求,配套仪表多寡、堰口(孔)加工难易情况等进行堰型选择,使得所选堰型在技术     

实现ZF12000/23/35H型液压支架整架运输的可行性分析

结合华亭煤业集团有限责任公司华亭煤矿+840水平工作面的具体环境,在分析ZF12000/23/35H型液压支架在坡度段运输时的受力情况后,得出ZF12000/23/35H型液压支架整架运输的可行性方案:(1)在坡度为16°的坡段上使用绳纤维蕊GB1102-74绳6×19股(1+6+12)钢丝绳提升ZF12000/23/35H型液压支架时,必须先对支架进行少量的解体以降低支架总重量;(2)对于运输绞车可选择公称抗拉强度更大一点的钢丝绳;(3)可在一定范围内增大钢丝绳的绳径以提高钢丝绳的安全系数。