基于ANSYS Workbench的三螺杆泵主、从动螺杆静力学分析

主、从动螺杆作为三螺杆泵的核心工作零件,其机械性能的研究对三螺杆泵工作能力的提升有着重要的意义。利用SolidWorks三维建模软件完成三螺杆泵主、从动螺杆的三维建模,在ANSYS Workbench平台利用Static Structural模块完成主、从动螺杆的受力加载及静力学分析,得到了主、从动螺杆在额定工作压力下的应力分布和变形情况。分析结果表明,在额定工作压力下,从吸入腔到排出腔,主、从动螺杆的应力逐渐增大,总体变形量逐渐增大,在从动螺杆排出腔的尖角处出现了应力集中现象。     

高翼螺旋钻杆内部气固两相流动数值分析

为了揭示高翼螺旋钻杆内部气固两相流动规律,采用Euler-Euler模型,对高翼片螺旋钻杆颗粒输运过程进行气固两相流数值计算,得到高翼片螺旋钻杆在不同转速下内部气体和颗粒两相的速度和压力分布规律。数值计算表明,在400 r/min时,截面内部速度分布和压力梯度均匀,转速为600 r/min时,在轴向中间截面产生压力不连续现象,截面内局部发生压力突变,此时内部流场分布紊乱。螺旋钻杆内部压强由进口到出口呈近似线性增长的趋势,转速越高,压力梯度越大,进出口压差也就越大,随着转速增大,螺旋钻杆中间截面速度依次增大,且静止域中速度明显高于旋转域的速度分布。随着转速增大,颗粒相速度依次增大,颗粒相的最大速度小于连续相最大速度。当转速为400 r/min时,颗粒相主要分布在静止域转筒壁面附近,螺旋钻杆内部颗粒分布较少,在惯性力作用下颗粒贴附在螺旋钻杆壁面螺旋推流,颗粒体积分数较为均匀,推流效率较高。当转速为600 r/min时,静止域内部中间位置转筒壁面附近颗粒体积分数较高,螺旋钻杆内部气固两相流动分布极不均匀,表现出显著的气固两相流动不稳定性。     

降尘用超声雾化喷嘴内流场仿真及参数优化实验研究

通过数值计算和实验测试手段研究了降尘用超声雾化喷嘴的内外流场。结果表明:通过超声雾化喷嘴内部流场的压力和速度矢量分布可以看出:射流喷嘴进口处和超声波振荡腔内部的压力分布较大。液体速度经过超声波振荡腔后速度减小,并且在喷嘴内部形成了漩涡。随着射流水压的增加,雾滴D50表现出明显减小趋势。随着以射流喷嘴口为起点距离超声波振荡腔的相对距离的增加,雾滴D50表现出先减小后增加,雾滴速度表现出先增大后缓慢减小,得到最佳的超声波振荡腔位置为3.5 cm。     

喷嘴螺旋倾角对雾化性能影响的试验研究

通过试验研究以理解螺旋喷嘴的雾化性能。利用激光粒度分析仪和高速摄像机试验研究了喷雾锥角,喷嘴流量,喷雾射程,粒子速度,雾滴的平均直径(SMD)等性能参数。结果表明,在同一喷射压力下,液体的喷射距离、喷嘴出口雾化角和雾粒的轴向速度都随着喷嘴螺旋倾角的增大而减小,然而,喷嘴流量和雾粒SMD随着喷嘴螺旋倾角的增大而增大。在系统喷射压力为2 MPa时,螺旋倾角对喷嘴流量的影响最小,其减小幅度仅为0.004 L/s;且在距喷嘴口25 cm处,30°螺旋喷嘴在系统压力为3 MPa时,雾粒SMD最小,最小为30.04μm;在系统喷射压力为3 MPa时,螺旋倾角对雾粒轴向速度的影响最大,其速度变化幅度为10.3 m/s。     

栅栏间隙对进气阻火器性能的影响

利用UG软件建立了某防爆柴油机进气阻火器的流体动力学模型,应用FLUENT软件对进气阻火器内部流场进行了模拟,通过压力分布、速度分布、湍动能分布来分析不同栅栏间隙对进气量的影响。最终得出栅栏间隙越小,栅栏左右的压差不一定会增大,但是进气速度会增大,再依据气流运动的稳定性,最终选择0.3 mm栅栏间隙的阻火器最为合理。     

矿用乳化液泵站卸荷主阀流场的数值模拟

用流体仿真软件Fluent对卸荷主阀进行运动流场数值仿真,得到了不同开口度与不同压差情况下阀腔内流体的压力分布云图和速度分布云图,对仿真结果进行深入分析研究后,改进了卸荷主阀结构。对比分析改进前、后的压力分布图及速度分布图,说明改进后阀腔内流体的流场特性较改进前有了很大的改善。研究结果对矿用乳化液泵站卸荷主阀流道结构的优化有一定的理论意义。     

双头高叶片螺旋钻杆高转速下排粉效率分析

为了得到双头高叶片螺旋钻杆高转速下钻进时排粉效率影响因素和规律,运用离散元法对高速螺旋钻进时排粉运动规律进行了分析,使用EDEM软件分析了不同工况下排粉质量流、扭矩与转速关系。研究结果表明:煤粉靠钻具的给进挤压到螺旋槽中进行传输;给进速度一定时,当转速超过临界转速时质量流和扭矩不随回转速度变化而变化;停止给进排粉时,质量流随回转速度增大而呈正相关增大,扭矩随转速增大而指数式增加;塌孔排粉时,一定的塌孔流量下有其对应的临界转速,小于临界转速时质量流随转速增大而增大,大于临界转速后质量流趋于稳定。     

滚筒逆转装煤过程的颗粒运动行为研究

针对薄煤层采煤机滚筒装煤效率低的问题,以某型号薄煤层采煤机为研究对象,以叶片螺旋升角、滚筒转速、牵引速度为主要设计变量,采用离散元研究方法对采煤机滚筒的逆转装煤过程进行分析。利用三维离散元软件PFC,建立滚筒、煤壁、刮板输送机中部槽联合仿真模型,仿真过程中统计滚筒装煤效率以及滚筒叶片包络范围内颗粒速度、颗粒数。结果表明:该型号采煤机滚筒宜采用叶片螺旋升角21°,在牵引速度1.5 m/min,转速45r/min或牵引速度2m/min,转速50r/min时,均能获得较高的装煤效率;叶片包络范围内颗粒三个方向的速度随着滚筒转速的增大而增大,且Y方向速度的增大幅度小于转速的增大幅度,X、Z方向速度的增大幅度大于转速的增大幅度。     

旋转轴用液体密封设计

设计了一种新型液体密封装置,对密封腔内液体流场进行分析,确定了适用的密封液。利用Pro/E软件对液体密封腔体流场进行建模,得到螺纹升角、密封间隙、螺纹槽深和液体密封环介质对密封效果影响的规律,得出最佳旋转轴用液体密封结构参数。经验证,设计的旋转轴用液体密封,能够在密封失效后得到快速修复,实现被密封液体零泄漏,与传统机械密封相比,延长了设备的维修周期,为实际应用提供依据。     

土压平衡式盾构机土舱压力控制仿真分析

阐述了土压平衡式盾构机电液控制系统工作原理。在AMESim仿真环境中搭建了系统的仿真模型,仿真分析了推进系统的推进速度、螺旋输送机转速以及密封土舱内土压力的相关关系。仿真结果表明,通过实时控制推进系统的推进速度和螺旋输送机的转速,可使密封土舱内的土压力达到稳定,从而保证施工质量,有效维持地表的稳定性。     

恒压差条件下突出型煤瓦斯渗流特征试验研究

以突出煤样制备的型煤为研究对象,利用自主研发的含瓦斯煤受载破坏试验系统,开展了不同加载速率及恒压差条件下的突出型煤瓦斯渗流的试验研究。结果表明:在围压和瓦斯压力固定的条件下,加载速率影响突出煤样的渗流特征,确定50 N/s的加载速率作为研究不同恒压差条件下突出煤渗流特征的实验加载速率;在围压与瓦斯压力差一定的前提下,随着围压、瓦斯压力的协同增大,突出煤样的瓦斯渗流速度表现出先减小后增大的趋势,而渗流速度的最大值与最小值的差值则呈先增大后减小的趋势,在围压1.5 MPa、瓦斯压力0.75 MPa时达到最大值。     

旋转旋流原理固液分离机实验研究

旋转旋流原理固液分离机将族流离心力场与旋转离心力场结合在一起,是一种新形、高效固液分离机。旋转旋流团液分离机主要带有V型皮带槽和排渣孔的转鼓、带螺旋流道的加速器、带有进料管孔的左轴颈、右轴颈及插人管（又称溢流管）、支承系统、密封系统。底座和护罩等组成［1］。加速器相当于族流器,使液体通过加速器螺旋流道后形成族流效应。因此,在旋转旋流原理分离机内,离心力场的构成来自两个方面：一是液体经过加速器后形成的旋流离心力场;另一是转鼓带动液体转动形成的旋转离心力场。两种离心力场的有机结合,则形成新的旋转族流…     

流动阻力对螺旋溜槽分选流场的影响研究

螺旋溜槽是一种应用广泛的流膜重力选矿设备,分选流体的流态对矿物的分选有着重要的影响,而流动阻力是影响流体流态和流场特征的重要因素。为了探明流动阻力对于螺旋溜槽流场特征的影响规律,本文借助CFD技术对直径为1200 mm的螺旋溜槽槽内流体流态与流动阻力之间的关系进行了研究。研究发现,随着流动阻力的减小,内缘流膜厚度呈减小趋势而外缘流膜厚度呈增大趋势;溜槽内缘层流区域的占比呈增大趋势;溜槽外缘最大切向速度呈增大趋势;二次环流区域呈向槽外缘扩充趋势,二次环流的强度呈增强趋势。     

刮板输送机链轮组件用液体静压轴承流固耦合分析

利用计算流体动力学软件CFX,对静压轴承的油膜进行流体稳态分析。得到油膜的流场、速度场和压力场分布,通过流固耦合分析将油膜的压力作为静压轴承主轴结构静力分析载荷,得到了油膜在不同下腔包角对轴承的径向承载特性影响规律。结果表明:静压轴承的承载力满足链轮组件的承载要求;轴承承载能力随着偏心距的增大而增大,随着下腔包角的增大先增大后减小;油膜刚度随着偏心距的增大先增大后减小。研究结果对静压轴承结构参数的优化提供理论依据。     

矿车轮对密封与润滑的改进

由于煤矿生产条件恶劣,矿车轮对的损坏。情况非常严重。一般使用４～６个月后,轮对内部由于密封失效而进入大量的泥砂和水,引起轴承剧烈的磨损,进而导致整个轮对的破坏。因此,有必要对矿车轮对的密封与润滑进行改进。１　轮对密封的改进原矿车轮对的密封结构如图１所示。车轮上的密封槽与内盖组成曲路迷官密封以及由嵌入密封槽中的毛毡构成的接触式毡圈密封,用来防止煤泥和水进入轮腔。由于迷宫密封曲路很短,毛毡在轮对运行过程中又极易磨损。国此当毛毡磨损,车轮密封槽与内盖之问出现间隙时,煤泥和水可进入轮腔中,污染润滑脂。…     

离心式煤泥水输送泵结构设计与流场分析

针对煤矿水仓长期缺乏高效清淤装备的现状,在研究国内外渣浆泵基础上,提出了新型水仓煤泥水输送泵的原理样机。在结构设计上把电机内嵌在蜗壳中,使得该泵可以满足全潜和半潜两种工作状态,并采用结构对称保证工作时的平衡,避免出现部件失效;研究了输送泵流道内压力场特性,找出流道内压力分布特点和压力突变位置;对输送泵流道速度场进行分析,得出输送泵入口处、叶轮流道等处的漩涡成因并提出结构设计上的改进。从而保障设计出扬程大,进出口流速和压力适中,适用于水仓清淤工作的输送泵。     

外啮合齿轮泵内部流场的数值分析

针对外啮合齿轮泵泵体结构对其内部流场的影响,采用FLUENT的动网格计算模型,通过变化中心距和转速,对某外啮合齿轮泵的内部流场进行数值分析。结果表明,在轮齿啮合区域附近,流体压力呈周期性大幅度变化,并在两相邻的啮合齿对间形成了显著的困油现象;中心距越小(大),出口处的平均速度越大(小),进出口压力差越大(小),困油区压力越高(低);出口流速和转速呈线性正比关系。设计时选用稍大的中心距可降低困油区压力。     

基于FLUENT的机械密封温度场影响因素对比分析

通过FLUENT软件对机械密封摩擦副及腔内温度场进行数值模拟计算,可以非常直观地了解机械密封摩擦副及腔内的温度分布情况,找出其影响因素,并通过改变机械密封的转子转速、冲洗液压力和冲洗液温度,使用N-S方程分析其对两种不同机械密封(接触式机械密封与非接触式机械密封)摩擦副及腔内温度场的影响,从而为机械密封的设计和优化提供可靠的依据。     

液体粘性软启动传动装置的研究

介绍了液体粘性软启动传动装置的基本原理和结构在考虑摩材料多孔性的条件下，利用Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，建立了液体粘性制动器的压力分布及流量模型。因离心力的作用，摩擦片间隙具有一定的自吸能力，若供液不育分，油膜将会破裂，导致摩擦片直接接触，使液体粘性制动器无法正常工作。在进、出油口压力一定时，摩擦片转速增大，油膜坟力将有所降低，随着多孔材料渗透性的增加，油液的需求量也有所增加。     

基于CFD的非啮合并列型双螺杆挤出机三维流场数值模拟

高黏度物料在双螺杆挤出机中的流动情况非常复杂,很难用解析法求解。利用AN-SYS软件包对双螺杆挤出机非啮合并列型螺纹元件进行了三维等温非牛顿流场分析,分析了速度场和压力场的分布情况,讨论了不同边界条件对整个流道的速度场、压力场及流量的影响。计算结果对实际生产具有一定的指导意义。