纤维聚结分离过程流场的数值模拟研究

对纤维聚结分离流场进行了数值模拟研究。结果表明,纤维聚结分离器的压力场由前到后呈现缓慢降低的分布,随着厚度的增加压力变小;聚结模块压降随着流速、厚度的增加而线性增加,随着孔隙率的减小而增加;纤维聚结分离器的速度场呈现对称式分布,流体在流进纤维层时明显加速,最大速度出现在纤维的间隙中,在纤维间隙中速度呈现“M”形分布。     

碳纳米管受介电泳作用三维运动仿真

利用溶于介电液中的碳纳米管在外加交变电场作用下极化产生介电泳力和液体粘滞阻力的共同作用,建立了碳纳米管受力和运动模型;对碳纳米管的运动过程进行了仿真,得到了碳纳米管从特定初始点开始的三维运动轨迹和可以实现组装的碳纳米管初始点分布区域.计算了碳纳米管运动过程中所受介电泳力和速度的变化规律,距离电极间隙越近,碳纳米管受力和速度越大,最大分别能达到10^-9 N和10⁵μm/s的数量级.仿真结果为碳纳米管介电电泳组装提供指导.     

Nonlinear dynamic characteristics model of labyrinth seal based on Muszynska model

An accurate seal forces model is the foundation to analyze the rotor-seal systems. In this paper, the Navier-Stokes equation and energy equation are solved to simulate the interior flow field in the labyrinth seal gap. The leakage rate is compared with the experimental results in the literatures. The ：4maximum error is 4% , which proves that the method of employing CFD to simulate the interior flow field of labyrinth seal gap is reliable. Based on this, the interior flow field and fluid exciting force of stage teeth labyrinth seal are studied. By coupling with the Muszynska model, the method of defining the experience loss parameters in Muszynska model is proposed. The results indicate that the experience parameters obtained by the proposed method can depict the nonlinear exciting force of labyrinth seal better.     

数字化技术在粉体装备中的应用

对我国当前粉体机械及装备领域数字化技术的现状进行了介绍和分析.数字化技术以其高效率、低成本的优势已在航空航天、汽车、船舶等研究领域取得了累累硕果,但是将其应用于粉体机械及装备设计与制造,在国内还是一种新的尝试,如用数字化产品取代样机试制、粉体机械及装备内部流场的数值模拟研究、高速摄像系统捕获可视化粉体流场的图像等.     

数字化技术在粉体装备中的应用

对我国当前粉体机械及装备领域数字化技术的现状进行了介绍和分析．数字化技术以其高效率、低成本的优势已在航空航天、汽车、船舶等研究领域取得了累累硕果，但是将其应用于粉体机械及装备设计与制造，在国内还是一种新的尝试，如用数字化产品取代样机试制、粉体机械及装备内部流场的数值模拟研究、高速摄像系统捕获可视化粉体流场的图像等．     

EDM混粉工作液过滤装置及其工艺流程

提出一种新型电火花加工工作液过滤装置,介绍其循环处理系统及工艺流程.该液循环处理系统可以实现:①混粉电火花加工时,可分离出混粉工作液中80%以上的加工渣,实现混粉加工在线除渣;②更换混粉工作液或从混粉加工向普通加工转换时,可分离粉末添加剂和加工渣,实现工作液的再次利用;③普通电火花加工时,可将加工渣从工作液中分离,实现普通工作液在线除渣.     

变截面异型螺旋型腔电解加工流场分析

针对闭式整体构件电解加工间隙流场分布不均匀的,基于电解加工间隙流场,设计了阴极过水孔工作端面,比较了不同背压条件下电解加工间隙流场,分析了间隙流场空穴、涡流现象.研究结果表明,通过改变过水孔分的疏密,孔径的大小和形状,增加背压,消除了间隙流场中低流速区域,电解液较低流速区域的速度由0.239 7m/s提升至0.508 5m/s,减少了空穴和涡流现象的发生,优化了阴极结构.     

Effect of Radial Resistance Gap on the Pressure Drop of a Compact Annular-Radial-Orifice Flow Magnetorheological Valve

A compact annular-radial-orifice flow magnetorheological (MR) valve was developed to investigate the effects of radial resistance gap on pressure drop. The fluid flow paths of this proposed MR valve consist of a single annular flow channel, a single radial flow channel and an orifice flow channel through structure design. The finite element modelling and simulation analysis of the MR valve was carried out using ANSYS/Emag software to investigate the changes of the magnetic flux density and yield stress along the fluid flow paths under the four different radial resistance gaps. Moreover, the experimental tests were also conducted to evaluate the pressure drop, showing that the proposed MR valve has significantly improved its pressure drop at 0.5 mm width of the radial resistance gap when the annular resistance gap is fixed at 1 mm.     

水压轴向柱塞泵配流盘预升压角

为了调查流量特性,以水压轴向柱塞泵为研究对象,在考虑预升压角的作用和关键摩擦副泄漏的前提下,建立了泵实际输出流量的数学模型,对配流盘的结构参数进行了设计计算.运用PumpLinx软件对不同预升压角下泵的流场进行了数值模拟,对泵的流量特性进行了分析.研究结果表明:水压轴向柱塞泵在排水过程中,会产生流量倒灌现象,使得单个柱塞腔内的压力和流量以及泵的输出流量产生脉动.增大预升压角可以增长柱塞腔内部流体的预压缩时间,减小柱塞腔内部和泵出口的压力差,从而减少柱塞腔的流量倒灌量,降低柱塞腔内的压力和流量脉动.适当增大预升压角有利于提高泵的流量特性,预升压角取20°时,泵的流量特性最佳.但预升压角超过20°时,预升压区和预卸压区流量倒灌的叠加会导致泵出口的流量脉动增大.     

硬质合金气中电火花线切割精加工技术研究

用气体介质代替液体介质，开发出了一种新型的电火花切割精加工工艺．在水、大气、压缩空气和压缩氧气的条件下，进行了硬质合金的气中电火花线切割精加工试验研究．试验结果表明：气中加工时的放电间隙比水加工时小，表面直线度明显优于水中加工，表面粗糙度与水中加工时相近，折断强度值与水中加工的几乎相同．采用水介质加工时，其加工速度(金属去除率)较高．     

绕水翼间隙涡结构形成机理与间隙几何影响

为了分析绕水翼间隙涡结构形成机理和探究压力边圆角几何的影响,对绕NACA0009水翼间隙流动进行数值计算. 通过流线涡量云图三维可视化分析,得到间隙流动特征及涡结构,对涡强度进行对比. 对翼形中截面间隙进出口边速度和间隙区平面流线、压力、湍动能进行比较分析. 研究发现：直角叶顶水翼泄漏流在间隙进口边有较大的展向速度,在间隙内形成新月形分离区,在逆压梯度作用下形成叶顶分离涡（TSV）,涡尺度与展向速度成正相关;叶顶泄漏涡（TLV）形成源于间隙出口边射流与吸力边侧低速流体之间的持续剪切作用,低速流体从剪切层获得持续的能量输运形成稳定的泄漏涡结构;间隙压力边圆角对TSV起抑制作用,降低了间隙区整体涡强度.     

新型无尘喷补机喷吹吸料器内部流场的仿真分析

为了给新型焦炉无尘喷补机的结构优化提供依据,采用流体仿真软件Fluent对喷吹吸料器进行三维建模和数值分析,研究在连接管未伸入和伸入吸料器喷管内部两种情况下喷吹吸料器内空气射流流场的分布规律. 结果表明,连接管未伸入喷管内部时,能克服喷补粉料下降阻力的最低喷吹压力为0 .191 0 M Pa,此时壁面最低压力值为0 .089 3 M Pa;连接管伸入喷管内部时,吸料器内部流场受到明显干扰,伸入长度为8 m m时喷补料的吸入效果相对最佳.     

压力驱动圆通道中流体流动特性的数值模拟

为了研究人造血管中血液的流动特性规律,采用计算流体力学(CFD)方法对压力驱动圆通道中牛顿流体和非牛顿流体的流动特性进行数值模拟研究,获得流体流动的流型、速度场、压力分布规律,并研究压力、通道直径等因素对圆通道中流体流动特性的影响。结果表明:流体流动为定常流动时,牛顿流体和非牛顿流体的速度场在不同直径和压差下分布呈现对称的抛物线型和柱塞型;脉动压力驱动下流体的速度最大值与通道直径无关。这些结果说明通道直径和压差影响流体的流动特性,从而为研究人造血管中的血液流动特性提供了理论依据。     

Numerical and experimental study of magnetic fluid seal with large sealing gap and multiple magnetic sources

To improve the pressure capability of magnetic fluid seal with more than a 0.25 mm single edge gap, a magnetic fluid sealing structure with multiple magnetic sources which has five permanent magnets was designed. Magnetic field distributions under the pole pieces of the magnetic fluid seal with single and multiple magnetic sources were simulated by finite element method and its sealing pressure difference could be calculated according to the theoretical formula of the magnetic fluid seal. The effects of sealing gap height and magnetic source amount on the sealing capability were investigated experimentally. The theoretical and experimental results were compared, analyzed and discussed. The results demonstrated that the magnetic fluid seal with multiple magnetic sources was an effective method to improve the sealing capability for the rotary shaft with large gaps. The theoretical results agreed well with the experimental results when the height of the single edge gap was equal to 0.4 mm. However, it was found that when the height of the single edge gap was larger than 0.4 mm, the difference between the theoretical values and experimental values increased with the gap height because part of magnetic source had less or even no effect on magnetic fluid sealing capability.     

玉米粉糖化液流变性的研究

为了找出浓度、温度对玉米粉糖化醪流变性的影响,同时为工程应用提供科学的依据,对不同浓度、不同温度下的玉米粉糖化醪的流变性进行了研究.结果发现,玉米粉糖化醪在浓度为5%时就具有良好的拟塑性,而且随着浓度的增大,其拟塑性也越来越显著.同时给出了玉米粉糖化醪的稠度系数k随温度t和浓度c的变化关系以及其流变指数n随浓度c的变化关系.     

二维复合三角格子光子晶体FDTD带隙结构分析

设计一种二维复合三角晶格结构光子晶体,采用时域有限差分法数值计算了这种光子晶体的带隙结构。计算结果表明,介质圆柱在空气中按复合三角形排列存在E偏振和M偏振模完全重叠的光子带隙区,即具有绝对光子带隙。绝对光子带隙的宽度与介质柱的介电常数有关,介电常数差越显著越有     

MgCO3固体粒子示踪剂气流显示的应用研究

为了直观地观测流体的流动状况,将所研究的流体对象的流动可视化.根据流体力学相关的理论知识,对采用固体粒子显示气流的跟随特性进行了理论分析,并选用碱式MgCO3白色粉末作为直接投入物,用实验的方法进行了比较和验证.结果表明:直接投入MgCO3粉末来显示气流具有良好的可视性和可记录性,是一种有效的实验方法.     

电极覆盖窄空气隙放电过程分析

为深入理解电极介质覆盖窄空气隙放电过程的动力学行为,探索不同外施电场条件下带电粒子行为、覆盖介质特性及间隙尺度对气隙放电的影响,建立了一维自洽流体力学的气体放电模型并进行数学分析,获得了大气压下电极介质覆盖窄空气间隙电场、粒子行为和介质表面电荷积聚过程的时空分布,以及与外施电场之间的对应关系.结果显示,外施电压的幅值、频率的变化对放电电流的幅值以及半个周期内的放电脉冲个数都会产生影响.另外,介质层厚度及介电常数的变化对放电电流的幅值及脉冲个数也会产生影响,但影响不大.     

绝缘板表面残余电荷对沿面放电的影响

针对不均匀电场(棒-板间隙)中绝缘板上残余电荷对50％冲击闪络电压U_(50)的影响做了一些试验研究。研究结果表明:在绝缘板上施加不同的电压,板面上将残余不同的电荷;当残余电荷达到一定量时,对U_(50)将有很大的影响;多次施加电压时,积累的残余电荷对U_(50)的影响更大,且使其分散性变大,不易得到真实的U_(50)值.     

SF6断路器开断电场和气流场统一求解的研究

应用ANSYS商用软件包对500 kV单断口高压SF₆断路器内部的电场、流场进行了二维建模与求解的研究.断路器的介质恢复特性决定于开断过程电场和流场的相互作用，由于两者计算区域不同，而且其计算边界条件又有差别，从而导致数值计算时网格生成很难达到完全一致，从而导致计算精度受到直接影响.因此，从解决网格生成入手，进行了其电场、气流场的数值求解研究，得到了断路器内部电场、流场情况分布图，并对结果加以分析，为高压SF₆断路器的绝缘设计提供了理论依据.