基于“边界层”理论的纸张干燥动力学模型及其数值仿真

利用“边界层”理论推导出纸张表面水分蒸发动力学模型,建立了纸张干燥过程物料与能量衡算模型,并采用数值分析方法,模拟某一瓦楞纸机的干燥过程,得到纸张在干燥过程中的温湿度变化曲线以及水分蒸发速率变化曲线,并定量分析了该干燥过程纸张干燥的3个阶段：升温干燥阶段（1#～4#烘缸）、恒速干燥阶段（5#～39#烘缸）、减速干燥阶段（40#～48#烘缸）。当纸张湿含量下降到0.22 kg/kg时,进入减速干燥阶段。在线测量结果与模型仿真结果的对比分析表明,模拟结果和实际在线测量结果非常接近,验证了基于“边界层”理论推导的纸张干燥动力学模型的准确性。     

数值模拟技术在粮食干燥过程中应用的研究进展

近年来,数值模拟技术在我国粮食干燥研究中应用广泛。采用计算机模拟粮食干燥的过程,具有运行成本低、效率高以及不受环境限制等特点,是产后粮食初加工的重要研究方向。本文在粮食干燥领域数值模拟技术应用数学模型分析基础上,梳理其解析方法与仿真模拟软件,概述了粮食干燥过程中用数值模拟技术探究各干燥物理场分布规律的研究进展以及为提高干燥效率及粮食品质对干燥设备与工艺参数的优化研究。研究发现目前粮食干燥过程仿真存在模拟精度不高,建模及数值解析软件间的衔接性与兼容性不良,粮食品质变化机理研究不够深入等问题,在此基础上对粮食干燥领域未来研究的方向做出展望,也为数值模拟技术在该领域的深入研究提供参考。     

农产品干燥过程数值模拟研究现状及进展

我国是农业大国，农产品种类丰富，产量也居世界前列。但目前产后加工贮藏环节较薄弱，常因产后干燥不及时致产品发生霉变，或干燥参数不合理影响农产品品质，造成巨大经济损失。随着计算机技术的发展，数值模拟方法已广泛应用于农产品干燥研究中，通过数值模拟方法对农产品干燥过程进行分析，可有效模拟其干燥过程温湿度变化，节约干燥工艺开发时间，降低生产成本。该文概括了农产品干燥经验模型、理论模型以及人工神经网络预测模型的研究进展，提出了农产品干燥过程数值模拟研究当前存在的问题，并对未来发展趋势进行了展望，以期为数值模拟技术在农产品干燥领域中的优化及应用提供参考。     

基于LS-DYNA的真空输纸技术数值模拟

为提高真空输纸性能,对真空输纸技术中纸张的力学行为进行了模拟分析。由于柔性薄片纸张受力屈曲具有几何非线性的特点,提出了真空输纸技术中纸张力学行为的显式动力学数值分析方法,基于LS-DYNA的壳单元建立了纸张的有限元模型。探讨了不同挺度的纸张在输纸带孔处的应力分布、变形规律及承受侧规拉力的性能。结果表明,随着纸张挺度的增大,真空吸附过程中的纸面应力和隆起变形均减小,而侧规拉力承载能力增强。     

纸张干燥特性曲线影响因素实验研究

采用控制变量法,研究了纤维原料种类、成纸定量、纸浆打浆度、压榨压力和干燥温度5个因素对纸张干燥特性曲线的影响。结果表明,纤维原料种类和纸浆打浆度对纸张干燥特性曲线影响较小,但纸浆打浆度会影响纸张干燥前初始含水率,打浆度越大,纸张干燥前初始含水率越高;纸张定量与厚度正相关,对纸张干燥特性曲线影响显著,定量越大,纸张越难干燥;压榨降低了纸张干燥初始含水率,加速了干燥过程,可能的原因是挤压后,纸张中部分难干燥的毛细管水转变成了容易干燥的游离水;由于纸张干燥是传热与传质同时发生的过程,干燥温度越高,传热动力大,促使蒸发传质发生,干燥越容易。     

双干网多烘缸纸机纸页干燥过程建模研究

根据质量和能量守恒定律,结合干燥过程的传热传质特点,建立了双干网多烘缸纸机纸页干燥过程的数学模型。基于该模型对纸页干燥过程进行了模拟,通过模拟值与实测值的比较发现,模拟得到的纸页干度接近于实测值,纸页温度模拟值随干燥区的变化趋势也与实测值有较好的一致性,表明该模型具有较高的可靠性,可为纸页干燥过程的设计和操作优化提供参考。     

计算流体力学在果蔬干燥领域的研究进展

干燥是延长果蔬保质期的主要方法之一。随着计算机技术的发展,计算流体力学在果蔬干燥领域中得到广泛的应用。该技术可以对果蔬干燥过程中的流体流动、传热传质等动力学现象进行模拟和预测,并输出可视化结果。与传统实验相比,计算流体力学技术拥有节能、低成本、模拟速度快、灵活度高等优点。本文详细介绍了计算流体力学在果蔬干燥领域的工作原理,并对其在不同果蔬干燥方式中的研究进展进行综述,报道了耦合收缩的数值模型研究进度,并对计算流体力学在果蔬干燥领域的发展方向进行展望,以期为研究者提供新的见解和参考。     

新产品

正托盘纸堆计数机TC-154浙江劲豹机械有限公司推出的托盘纸堆计数机TC-154,采用德国智能工业相机和双远心工业成像镜头,利用机器视觉模拟人的视觉功能,从纸张的图像中提取信息,进行处理并加以理解,最终计算出纸张的数量。该机可用于印刷过程中,上、下工序交接时精准测量纸张数量,实现精益化管理。     

玉米籽粒缓苏干燥过程动力学分析

对玉米籽粒的缓苏干燥过程进行了理论分析,并假设玉米籽粒为轴对称结构、各向同性的均匀物质,建立了玉米籽粒的缓苏干燥数学模型,利用COMSOL Multiphysics模块进行了热质传递过程的模拟研究。结果表明,该模型可较好地模拟玉米籽粒的干燥过程。利用该模型模拟研究了不同干燥条件下玉米籽粒温度、干燥时间、缓苏时间、缓苏度的变化及其对干燥速度的影响。结果表明,玉米籽粒内外温度在3~5 min内即可达到热风温度,玉米籽粒内部最大水分梯度出现在热风干燥5~10 min后,不同干燥阶段不同初始含水率对缓苏度的影响很小,缓苏60 min水分梯度可以基本消除。利用该优化工艺参数对玉米籽粒交替进行热风干燥和缓苏干燥,可使总的热风干燥时间最少,实现节能目的。     

微波冷冻干燥传热传质模型的研究进展

微波冷冻干燥技术是一种快速干燥脱水技术,可应用在一些特定食品上,尤其是海产品、水果和蔬菜等。与传统冷冻干燥技术相比,微波冷冻干燥可节约干燥时间和能量,提高产品质量。文章主要介绍微波冷冻干燥的原理、国内外对其传热传质数学模拟的研究进展及在线检测技术,同时在干燥模拟过程考虑物料的介电特性,分析问题所在,并展望微波冷冻干燥数学模拟的发展方向。     

基于KES测试的织物模型建立和外观动静态模拟

文章利用弹簧—质点模型,首先将KES织物基本力学测试系统的拉伸、剪切和弯曲等测试指标对该模型参数建立数学模型,并对模型进行修正;继而通过计算机编程较为合理地模拟出织物的动静态外观。织物力学性能的实测数据与系统的仿真效果具有很好的一致性。     

服装入库作业的分析与仿真

入库作业一直是困扰着服装企业库存管理的首要问题,往往存在着人员工作强度大、入库效率低等问题。本文以服装企业仓储入库作业为研究对象,对服装企业的入库作业进行了调查。分析了仓储入库中从货物到达至装箱入库的流程,以及入库作业的特点和要求,讨论了入库作业的步骤。本研究还应用Arena仿真技术对入库作业进行模拟,得出入库作业的仿真模型。通过对仿真模型的实证研究,验证了所建模型的正确性,本研究结果可以用于服装企业入库作业的管理。     

活性污泥法污水处理过程仿真及仿真界面设计

基于活性污泥仿真基准(BSM1),提出了通过MATLAB/SIMULINK工具建立活性污泥法污水处理过程仿真模型,并建立了仿真界面,为活性污泥法污水仿真提供了一种简便方法。通过对BSM1中污水处理过程的仿真实验表明,SIMULINK建立的仿真模型具有快速、准确、稳定的特点,并且仿真模块容易得到修改并应用到具体的仿真对象。因此,通过此方法可以方便地实现常见的活性污泥法污水处理过程的仿真。     

新型经纱织造负荷模拟装置的研制

根据织机上对经纱磨损作用影响最大的经纱之间的摩擦，设计了用以模拟织机上经纱之间的切向摩擦以及周期性伸负荷和屈曲经纱织造负荷的模拟装置。实验验证，该仪器较好地模拟了织造过程中经纱所承受的负荷，特别是经纱间的切向摩擦负荷。     

运用离散事件仿真的罗拉牵伸模型

为研究罗拉牵伸过程中纤维的运动规律和预测牵伸后输出条干的质量,在离散系统建模技术的基础上,提出利用离散事件来仿真罗拉牵伸过程的方法。将纺织牵伸理论与离散理论相结合建立了罗拉牵伸离散事件仿真模型,并讨论模型中参数变化对输出条干不匀的影响。结果表明：该模型能够体现出罗拉牵伸过程中须条运动的动态特性,仿真中可以追踪每根纤维经过牵伸区的运动过程。通过与实际试验数据的比对,证明该模型能够预测出牵伸后输出须条的条干不匀规律。通过对所建模型中各输入参数的讨论指出,纤维长度和输入须条线密度是罗拉牵伸过程中最重要的影响因素。     

织物应用效果模拟技术的探讨

织物应用效果模拟是当今织物CAD系统的发展方向，文章讨论了基于原始图片的织物应用效果模拟技术，提出一种建立映射曲面控制点的简便方法，基本实现织物应用化逼真的视觉模拟效果。该软件的开发对指导实际生产有很大的现实意义。     

服装虚拟技术研究现状

从三维人体测量、人体建模、碰撞检测、织物悬垂性模拟和光泽模拟5个方面对虚拟服装的研究现状进行了总结,虚拟服装的自动缝合技术、虚拟服装的悬垂性及光泽模拟研究可作为虚拟服装的主要研究方向。     

基于虚拟仿真的四足机器人行走研究

进行了四足机器人行走过程的仿真分析。建立了四足机器人的三维软件模型,导入仿真软件ADAMS中,通过加入约束和动力分析,以一定形式的步态分析实现了机器人在平面上的行走。并以机器狗模型为例子分析了稳定性以及在行走过程中各部分动作产生的影响,为研究智能化玩具程序开发和四足机器人提供借鉴。     

人工肠道模拟系统在微凝胶体外模拟消化中的应用

该研究构建了一套体外模拟消化人工肠道系统，评估了该系统在使用过程中的密封性和无菌性，分别以单组分结冷胶和双组分结冷胶与壳聚糖形成的微凝胶为消化物，考察其在本系统中的体外模拟消化过程。结果表明，该系统具有良好的密封及抗菌性，具备体外消化模拟系统的使用条件；通过观察消化前后微凝胶光学显微镜图、Zeta电位、粒径分布和平均尺寸等结果，可以看出结冷胶微凝胶在胃消化时部分水解，而结冷胶@壳聚糖微凝胶在胃部不易被水解，经过肠道消化后两种微凝胶结构均发生破碎，结冷胶微凝胶破碎的程度更大。在人工肠道模拟系统消化后的结冷胶微凝胶的体积平均粒径较摇床减小了6.21%，结冷胶@壳聚糖微凝胶的体积平均粒径较摇床减小了4.51%，说明人工肠道模拟系统对于微凝胶的消化更彻底。总之，这种人工肠道模拟系统有望成为体外消化模拟的模式平台，助力于促进胃肠道功能及食物消化行为方面的研究。     

基于多连杆结构的二维仿生咬合力测量装置

目的:研制一种用于咬合模拟试验的多连杆结构的咬合模拟装置。方法:分析了运用多连杆结构复刻人类口腔咬合轨迹的可行性,基于多连杆结构对咬合模拟装置进行机构设计,用Solidworks软件对装置的运动轨迹进行模拟仿真,并通过试验验证咬合模拟装置的有效性。结果:咬合模拟装置最大开口距离为50 mm,所选食材中胡萝卜咬合力最大为65.77 N,最小值为豆腐的2.05 N;咬合模拟试验与感官评价试验结果呈正相关,验证了咬合模拟装置的有效性。结论:咬合模拟装置可以有效地进行体外咬合模拟试验,其测力结果可以用于食品质地等研究。