凹印机烘干装置风嘴横风板结构参数研究

目的研究凹印机烘干装置风嘴横风板结构参数与风场分布的关系,以提高烘干系统热风利用效率。方法通过流体力学输纸模拟计算,对比仿真计算分析不同宽度横风板风嘴的风场,选取风场的迹线图和承印物表面的压力分布为主要评估标准,分析了涡流、迹线和压力分布随横风板长度的变化规律。结果随着横风板长度的增加,涡流逐渐向承印物表面接近,迹线在承印物表面处密度增加,承印物表面整体压力略有下降,压力分布更加均匀。结论在风嘴出风口区域增加横风板有利于提高热风利用率,可使承印物表面风场分布更加均匀。为凹印机烘干风嘴结构设计及优化提供了理论依据。     

包装印刷设备的风嘴流场分析及优化

目的对包装印刷设备风嘴附近流场区域进行数值仿真分析,并以此为依据对其进行外侧风嘴角度的优化。方法以计算流体力学为理论基础,按照实际设备烘箱结构进行模型构建、网格切分、数值计算、特征评估,分析流畅特性,并以承印物表面为依据确定最优参数范围。结果获取了风嘴至承印物之间的流场分布,并对承印物表面的温度场、速度场、压力场进行了全面评价,获取了均值、方差、极差等主要特征。结论风嘴排列结构的外侧风嘴角度对温度场、速度场、压力场分布有着明显影响,最佳角度为150°或120°附近,应避免出现在135°附近。     

悬浮式烘箱风嘴结构的优化设计及实验验证

目的 创新设计风嘴泄压孔结构,优化风嘴和基材之间由于气流撞击而形成的涡流,导致基材表面风速温度堆积不均匀的问题。方法 采用Fluent软件,建立单一的风嘴仿真模型,并利用RNG k-ε湍流模型进行数值仿真模拟,分析风嘴有无泄压孔结构对基材干燥特性的影响,并在7种泄压孔设计结构中确定了相对最优方案,通过搭建实验台验证最优风嘴泄压孔结构设计的合理性。结果 实验研究结果表明,通过增设相对最优风嘴泄压孔结构,基材表面涡流产生区域平均风速提高了3.32 m/s,均方差降低了0.86;平均温度提高了24.76 K,均方差降低了5.96,表明设计有泄压孔结构的风嘴能明显改善由于涡流堆积造成的风速和温度较低的现象。结论 设计泄压孔结构的风嘴在两狭缝之间区域的风速和温度均有明显提升,涡流区域的压力产生明显下降,改善了风嘴两狭缝之间由漩涡引起的风速、温度较低现象。     

锂电池涂布烘箱风嘴射流压强分布优化研究

目的烘箱射流风嘴对极片烘干的均匀性和一致性具有重要影响,拟改善干燥过程中由于射流压强分布不均导致的极片烘干质量不良问题。方法利用SolidWorks软件对射流风嘴与极片间的空气流体域进行建模,基于k-ε湍流方程完成热风流场的数值仿真计算,根据流体仿真结果对射流风嘴结构进行优化设计,最后通过实验对数值仿真计算结果进行验证与完善。结果经数值仿真优化后的极片与风嘴间压强分布较改进前有较大提升,在相同的测量位置处,仿真得到的压强差由20 Pa下降到了8 Pa,实验得到的压强差由21 Pa下降到11 Pa,在误差允许范围内,实验结果与仿真结果基本保持一致。结论优化后的射流风嘴完善了射流压强分布,数值仿真研究对风嘴结构的优化设计具有重要的指导意义。     

凹版印刷机干燥箱风嘴结构优化

采用计算流体动力学方法建立干燥箱空气流动模型,对干燥箱中的热空气进行数值模拟。通过模拟研究了风嘴处挡板长度L、挡板倾斜角度θ对速度分布和压力分布的影响,分析了速度大小对承印物表面遗留溶剂挥发速度的影响规律。结果表明,入口速度为8m/s,回风压力为-20pa的条件下,挡板长度L=15mm和倾斜角度θ=15°时,导致热空气堆积在干燥箱内,不能使溶剂快速挥发,风口正对承印材料处有气流反冲现象。挡板长度L=10mm,倾斜角θ=10°的风嘴结构最优。     

热转移印刷中承印物热力学性能的研究

热转移印刷中温度及压力是影响印刷质量的关键因素,通过对热转移印刷中承印物的热力学性能研究,分析了承印物在高温条件下的蠕变曲线,以及热转移印刷中转印温度、转印时间及印刷压力对热转移印刷质量的影响,为实际印刷操作中转印温度的控制,转印时间及印刷压力的确定提供理论依据。     

精细丝网印刷电子影响因素及实验研究

目的为了分析网版参数、印刷工艺和油墨粘度对丝网印刷过程的影响情况及影响程度。方法以印品线宽、线厚和印刷粗糙度为评价指标,根据精细丝网的印刷过程,采用静态描述法建立油墨向网孔中填墨、油墨从网孔向承印物转移以及油墨在承印物上的流平铺展的物理模型;采用实验方法探究网版参数、印刷工艺和油墨粘度对丝网印刷过程的影响;建立相同印刷条件下,各个影响因子对应的线宽数值,线宽越小,其影响程度就越大的描述模型,以对影响因子进行比较。结果结合最小网点直径与网版目数、线径的数学模型,获知网版的选择与最小网点直径有关,最小网点直径越小,所选网版就越好;在一定范围内,刮刀角度越小,刮刀压力越大,刮刀速度越大,其印品质量就越好,超出这个范围就会影响其印品质量;离网间距不宜过大,也不宜过小,在刮刀角度为60°,刮刀速度为0.08 m/s下的离网间距最佳为2mm;纳米银导电油墨粘度对印刷质量的影响不是同步变化,若追求低厚度和小粗糙度印品,则选择低粘度油墨;若追求低线宽,则选择高粘度油墨。结论精细丝网印刷质量影响程度由高到低排序为网版参数刮刀压力离网间距油墨粘度刮刀角度刮刀速度。     

格栅紊流风特性参数模拟规律研究

为便于研究紊流风特性参数对不同结构风洞试验结果的影响,采用风洞试验方法,通过对不同形式的格栅形成的局部紊流风场参数进行测试,总结格栅条间距、格栅条宽度对风洞不同断面紊流强度、紊流积分尺度及脉动风功率谱的影响规律。研究结果表明:距离格栅3.5 m处的横截面即可形成均匀性较好的局部紊流风场。格栅产生的紊流强度随风速变化不大。格栅越窄,紊流强度越低,数据的稳定性越好。紊流积分尺度与格栅间距大致相当。给出了依据格栅间距与格栅宽度估算紊流强度与紊流积分尺度的公式,便于局部紊流风场调试。     

空旷平坦地面非平稳强风湍流特性研究

根据1128h的实测强风风速样本,对某空旷平坦地貌下10 m高度处的非平稳强风风场湍流特性进行了研究。基于平均风速在基本时距内的平稳性,建立了非平稳强风风场的平稳风速模型和非平稳风速模型,分别计算这两类模型下的各风场湍流特征参数并加以对比。结果表明:55%的实测风速样本具有较强的非平稳性,采用非平稳风速模型更能反映实际风场风速;研究湍流特征参数随平均风速的变化规律,其中湍流强度随风速变化不明显,主要集中在0.16~0.20,大于我国现行荷载规范规定的B类场地10 m高度湍流度值0.14;阵风因子随平均风速减小,湍流积分尺度则随之增大;相对于其他风速谱,Davenport谱更能准确描述强风风场的能量分布。     

制冷系统变工况性能数值模拟

采用分布参数法建立制冷系统数学模型,在建立冷凝器和蒸发器两相区模型时采用分相流模型,并考虑流型变化对制冷剂流动换热过程的影响。利用所建模型,分析电子膨胀阀开度、压缩机转速、冷凝器风速等参数变化对系统性能的影响,为控制规律的研究提供依据。     

基于多喷头并联的3D打印机控制系统的研究

针对现有的单喷头3D打印机在打印大体积模型或零件时打印时间长、打印精度低等问题,提出了一种基于多喷头并联的3D打印机控制系统的设计方法,实现在模型切片平面的多轨迹并联打印。设计了光固化树脂并联打印喷头;采用主从式系统结构,以双STM32F407ZGT为核心、双PCL6045BL和CPLD（complex programable logic device,复杂可编程逻辑器件）为控制终端,搭建了一套双CPU （central processing unit,中央处理单元）的嵌入式3D打印机硬件控制系统;基于喷头切向跟踪原理和等间距打印原则,推导了二轴-四轴插补数据转换算法,实现了“二轴”轨迹数据到“四轴”插补加工数据的转换;设计了并联打印数据预处理程序、并联打印控制程序和并联打印脉冲输出控制程序以实现多轨迹并联打印控制;进行了控制系统的实验测试,对比了多喷头并联与单喷头3D打印机的实际打印效果。结果表明：与传统的单喷头打印方式相比,采用多喷头并联打印方式可以显著提高打印效率和打印精度,且打印质量较好。研究结果为大体积打印件的快速加工成型提供了一种切实可行的解决方案,具有一定的实用价值。     

塑料凹印机干燥系统参数的优化研究

在凹印工艺中,合适的干燥参数不但是印品成像质量的的保证.通过印品干燥过程特性及影响因素:热风温度、热风速度及油墨初含剂量的实验和理论研究,依据多项式回归分析,建立了印品对流干燥参数与溶剂残留量的数学模型,对实际生产有一定的指导意义.     

基于模型设计的上光机干燥控制系统研究

目的 因干燥系统的控制参数具有时滞性、非线性而难于控制,文中尝试一种更适用干燥对象的控制策略优化控制效果。方法 通过分析上光机水性上光油干燥的工作原理,建立包含印品传输速度和送风量等因素的干燥模型,构造上光机干燥系统仿真平台,设计适合滞后被控参数的Smith预测及PID复合控制算法。依据水性上光油干燥需求设计以S7–1500为控制核心、碳系发热板为热源的干燥硬件系统,利用基于模型设计方法开发PLC的温度控制程序。结果 文中将Smith预测算法引入了上光干燥系统,使干燥系统温度响应达到超调量为0,无稳态误差,相对于PID控制大大缩减了调节时间。运用模型设计方法,设计和实现了基于PLC的干燥控制系统,将基于碳系材料的发热源应用于水性上光油干燥系统中。结论 Smith预测算法适用于带有延迟因子的上光机干燥系统,在印刷干燥领域引入基于模型的设计方法,便于先进控制策略在印刷包装行业中的研究与开发。     

印刷涂布烘箱V型条缝喷嘴冲击射流流场的数值模拟

为了解印刷涂布设备烘箱V型条缝喷嘴冲击射流流场分布及其影响因素,采用标准k-ε湍流模型,对喷嘴射流冲击移动壁面进行数值模拟。分析了喷嘴冲击射流壁面附近速度场和压力场分布情况,考虑了影响喷嘴冲击射流壁面附近速度分布的喷嘴宽度和高度等因素。研究结果表明:在冲击射流中,喷嘴距壁面的高度和喷嘴宽度对壁面附近速度分布影响较为明显;综合考虑各种因素,较理想的喷嘴高度是15 mm,相应的喷嘴宽度为2.5 mm。     

闭式跨临界CO2热泵烘干系统最优工况研究

目的 对跨临界CO2热泵驱动的闭式干燥系统展开理论研究,得到CO2闭式热泵中最优工况的计算方法和原理。方法 通过建立CO2循环与空气循环热力学耦合的数学模型,计算干燥循环中空气的温度、焓值、相对湿度、含湿量,以及跨临界CO2热泵系统中工质的温度、压力、焓值等参数。通过调整冷凝干燥后空气温度,以热泵烘干系统的COP为评价依据,探究空气循环与CO2热泵循环的耦合机理。结果 获得了CO2循环系统最优排气压力随闭式空气循环系统在不同工况下的变化规律,并基于所建立的计算程序,获得了典型工艺参数下的热泵系统的热力学参数,为关键设备(风机、换热器、压缩机等)选型及系统控制方法提供了理论依据。结论 研究表明,在CO2热泵冷却器出口状态为临界状态时,系统的COP达到最优。     

双腔室自激振荡喷嘴频率特性研究

摘要：作为对双腔室自激振荡喷嘴这一新型喷嘴的探索,基于流体网络理论建立了双腔室自激振荡脉冲射流喷嘴的相似网络模型,理论分析了双腔室自激振荡喷嘴频率特性。模型计算结果表明：双腔室自激振荡喷嘴结构参数对系统的固有频率有重要的影响,系统结构参数间存在最优匹配关系,并与文献中介绍的单腔室结构参数的最佳配比关系有较大的不同,双腔室自激振荡喷嘴较单腔室自激振荡喷嘴可以提高脉冲射流峰值压力。分析结果对双腔室自激振荡喷嘴结构设计具有一定的借鉴价值。     

基于并联空气弹簧结构的卫星运输减振系统设计及振动特性分析

随着航天科技的发展以及日益增长的性能需求,对卫星的可靠性要求越来越高,对运输过程中的振动也提出了更严格的要求,导致目前的减振系统难以满足未来的运输需求。针对这种情况,设计了基于空气弹簧并联结构的卫星包装运输减振系统,并对其振动特性进行了分析。结合卫星运输箱的结构和减振需求提出了并联空气弹簧减振系统方案。基于实测参数建立了并联空气弹簧减振系统的多体动力学仿真模型,并验证了方案的可行性,并进一步研究了不同运输工况下系统的减振效率及安全性。构建了减振系统进行不同工况下的实车运输测试。研究结果证明基于空气弹簧并联结构的运输减振系统在实车运输中具有较好的减振效率,并可以保证设备在运输过程安全。该研究结果可为大型精密设备运输减振系统的设计提供参考。     

基于康达效应的热缩烘箱流场分析及结构优化

目的对壁纸包装机烘箱进行建模与分析,优化烘箱结构。方法基于流体力学,建立热收缩烘箱的能量方程和运动学方程。通过数值计算得到烘箱流场分布及仿真云图,进而研究烘箱喷口、底面、回风口的流场分布及对热缩性能的影响。基于计算结果,进行回风口尺寸和结构的改进与优化,对多种拟定的改进结构进行分析计算,提取计算数据并对比确定相对最优模型。结果将确定的最优改进模型加入烘箱中进行整体模拟计算,提取优化后的计算数据,完成结构优化设计。结论优化后的壁纸包装机烘箱结构在一定程度上改进了原结构中存在的不足,能够较好地满足壁纸包装工程中的工艺需要。