脉冲喷动微波真空干燥器内喷动流化动力特性的数值研究

为探索脉冲喷动微波真空干燥系统（PSMVD）中气固喷动流化床的动力特性,采用基于无粘性两相流理论,使用计算流体力学欧拉-欧拉方法（CFD）对二维喷动流化床中喷动流化特性进行了数值研究,对喷动流化床的动力特性和颗粒运动分布特征进行了揭示,这些因素影响颗粒空间位置分布和其微波加热的均匀性。结果表明,采用欧拉-欧拉双流体模型,成功获得脉冲喷动微波真空干燥腔内的二维喷动流化床的喷动流化动力特性;喷动流化过程在特定气流喷动速度下有一个初始阶段和准稳态流化阶段;喷动速度是控制颗粒在喷动床中颗粒位置的重要因素,存在一个影响流化模式转变的关键喷动速度;射流穿透深度和喷射速度之间存在线性关系。      

流态冰预冷西兰花温度场数值模拟

目的:解决流态冰预冷包装过程中较复杂的问题,为流态冰在果蔬贮运、保鲜等方面的应用提供依据。方法:以西兰花为研究对象,建立流态冰预冷西兰花的传热模型,应用CFD模拟流态冰在预冷和贮藏西兰花过程中,温度场和冰晶颗粒状态变化,分析流态冰冰晶体积分数与流态冰质量占比对西兰花预冷和贮藏温度的影响,并进行验证实验。结果:冰晶体积分数越大,冰晶颗粒分布越均匀,预冷均匀性越好;当流态冰质量占比为100%时,流态冰可满足预冷温度要求。结论:调整流态冰的体积分数和质量占比,减少包装内部上层空间冗余,可提升西兰花预冷效果,延长贮藏时间。     

基于喷射粘结工艺的陶瓷坯体后处理性能调控

商用设备在进行陶瓷坯体成形时不易对坯体组织进行调控,难以成形高致密坯体,且常压后处理强化效果较差.基于自开发成形系统和自有材料,通过调节成形粉末配方、调控铺粉层厚、切换铺粉方法等调控Al2O3坯体的成形组织,成形了相对密度为43.9%的高致密坯体。采用“陶瓷浆料渗透+分步烧结”综合化后处理流程研究了不同坯体组织的渗透强化机理,并以此为依据对预烧结过程进行调控,显著提升了高致密成形坯体的最终性能,常压烧结后相对密度达89.3%,抗弯和抗压强度分别为91.9 MPa和813.2 MPa。该研究所用材料、工艺和装备仪器门槛低、易操作,为制备高性能结构陶瓷提供了一种灵活、快捷的技术方案。     

基于润湿供液的电化学放电线切割实验研究

针对非导电硬脆材料的微细线切割加工,设计并搭建了基于润湿供液的电化学放电线切割装置,实现了对石英材料的有效切割,确定了实现电化学放电线切割加工的临界电压。通过提取加工过程中能反映极间状态的电流信号作为控制加工的依据,实现了对石英材料的可控加工,实验表明加工速率及槽宽随着电压的增加而增大。通过对工件步进进给和匀速进给两种加工方式的比较表明,利用电流信号作为进给控制依据进行步进进给能更好地保证加工的连续性。     

食品机器人末端执行器研究现状与展望

综合分析了食品材料的多样性,对食品机器人做了定义和分类,针对不同食品材料的抓取要求,对适合食品行业的机器人末端执行器进行分类,并介绍了国内外研究现状和几种典型的食品机器人末端执行器的研究成果,进而讨论分析了食品机器人末端执行器研究中仍存在的问题,指出其研究方向与发展趋势。     

软体驱动器研究综述

软体驱动器具有多变灵活、自适应性强等特点,近几年成为了国内外学者的研究热点。围绕近年来软体驱动器的研究进展及成果,重点分析了软体驱动器各类驱动方式的工作原理与特点。阐述了各类软体驱动器在软体机械手与软体机器人中的研究现状及在实际应用上存在的不足。综述了软体驱动器主要关键技术的研究进展及目前存在的问题,最后探讨了软体驱动器的发展趋势。     

六自由度完全解耦并联机构型综合

通过分析解耦并联机构的输入输出特点,基于支链独立驱动原理和螺旋理论提出了6自由度(3R3T)完全解耦并联机构构型综合方法。首先,基于完全解耦并联机构的雅可比矩阵为非零对角阵的要求,利用螺旋理论构造出满足期望要求的正逆雅可比矩阵,以确定支链驱动副作用于动平台上的使动螺旋;再得到该使动螺旋对应支链上的表示驱动副的驱动螺旋和除驱动螺旋之外的其他运动螺旋系,据此可完成支链结构螺旋系的配置;最后,根据完全解耦并联机构分支组合原理,依次选取6条支链连接动定平台,得到多种3R3T完全解耦并联机构。综合的完全解耦并联机构的输出运动是由支链上独立的输入驱动提供的,且机构的正逆雅可比矩阵在运动过程中始终保持为对角阵,所以属于完全解耦并联机构,此类机构结构紧凑,控制简单,具有较好的应用前景。     

超高压下食品组分与包装材料的相互影响

研究超高压技术对薄膜的结构和性能产生的影响及超高压作用下薄膜与食品模拟物的相互作用。对以大豆蛋白、油脂等食品组分为内容物的尼龙/聚乙烯(PA/PE)、聚酯/聚乙烯(PET/PE)两种聚合物包装材料进行超高压处理,并贮藏一定周期,测定不同压强及保压时间下食品内容物与包装材料在不同贮藏周期内的相互影响。结果表明:贮藏周期一定,经过超高压处理的两种聚合物包装材料的性能要优于未经过处理的;在保压时间一定的情况下,增加压力会提升食品组分的货架期,压力越高,效果越明显;在压力一定的条件下,保压时间的变化并未对食品组分、包装材料产生规律性的影响。压力和贮藏周期的变化对食品组分和包装材料会产生一定的影响。     

微型胶囊在模拟肠道中的受力模型及流固耦合仿真

对胶囊在黏性液体环境下的受力进行了理论分析,研究了不同尺寸头部分别为圆形、椭圆形的磁驱胶囊在肠道环境中流固耦合作用下的动力特性。采用COMSOL分析了肠道动力黏度、肠道尺寸、胶囊外形3因素对胶囊运动受力影响,肠道壁模型基于力学性能相近原则,采用超弹性固体材料。进行了多因素、多水平的数值模拟试验。结果显示:在同水平的动力黏度和肠道内壁尺寸参数下,椭圆形较圆形胶囊的头部压力平均降低了12.8%。     

导热增强型纳米/微米复合相变蓄热材料的制备及性能研究

采用十八醇(OA)、硬脂酸(SA)、纳米氧化锌(纳米ZnO)、微米铜(Cu)、膨胀石墨(EG)按63.85∶36.15∶1.00∶1.00∶8.00质量配合比混合制得OA/SA/纳米ZnO/Cu/EG复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)及导热系数仪,表征其形貌、化学结构、热学性能和导热性能。结果表明,OA/SA/纳米ZnO/Cu/EG复合材料相变温度为55.38℃,相变潜热为195.4J/g,失重范围为213.27～359.05℃,失重率为91.8%,具有较好的热性能,经300次冷热循环后性能稳定。OA/SA/纳米ZnO/Cu/EG相变材料具有合适的相变温度,较高的潜热以及较低的成本,在储能系统尤其是保温容器中具有较大的应用潜力。