空心涡轮叶片氧化铝基陶瓷铸型的凝胶注模成型行为

在基于光固化成型技术的空心涡轮叶片一体化陶瓷铸型制造方法中,凝胶注模是关键环节,而陶瓷浆料的多相流特性对其充型性的影响一直是研究难题.论文以叶片的排气边结构作为充型模拟研究对象,采用Fluent软件模拟了浇注位置、浇注速度和陶瓷浆料粘度对充型质量的影响.结果表明:排气边结构受浇注位置、浇注速度和陶瓷浆料粘度的影响均较大.制备粘度较低的陶瓷浆料,在型壳部位进行浇注,使浇注位置远离排气边,并且以较低的浇注速度进行充型,可提高陶瓷铸型细小结构的充型质量.截取排气边结构进行了充型实验,从型壳处缓慢浇注,充型结果与模拟结论相符,浆料粘度对充型质量影响较大.     

三种端面形状的潜孔钻头流场CFD数值模拟仿真

通过计算流体力学软件Fluent对三种底唇面形状的钻头进行内部流场数值模拟仿真分析,比较真实地反映出其在孔底的工作状态,可以得出任意断面的流速和压力,这种方法为钻头结构参数的优选提供基础。     

绝缘子在偏心冲洗时有效冲洗面积的研究

带电水冲洗在绝缘子的清洗作业中得到了大量的运用,因此进行带电水冲洗的相关研究就显得十分必要。论文通过理论分析计算出颗粒脱附所需的临界速率,利用fluent对绝缘子在小水、中水、大水的冲洗方式下的偏心冲洗进行三维仿真计算,根据仿真所得到的绝缘子表面的剪切应力云图,对比绝缘子在不同压力、不同的水平偏转角以及不同冲洗方式下有效冲洗区域的大小,同时对比了在相同压力下有效面积与流量的比值,以此来比较水的利用率。结果表明:利用小水和中水的冲洗方式对绝缘子壁面进行冲洗时,随着喷嘴水平偏转角度的增大,有效冲洗面积先增大然后减小;且随着压力的增大,有效冲洗面积的随偏转角度变化的转折点更靠近小的水平偏转角度;而大水冲洗方式下有效冲洗面随着水平偏转角度的增大而持续减少。     

燃气热水器换热器管内强化对流换热的研究

本文采用 fluent数值模拟的方法,将内插弹簧管与光管的对流换热特效进行研究,得到内插弹簧管比普通光管具有更优的传热性能,并分析其原因。引入综合性能评价标准指数,对不同水流量下的换热情况进行了进一步研究,得到在热水器水流量工作范围内管内弹簧有一定的强化换热效果。为便于热水器扰流弹簧的选择,本文进一步在研究扰流弹簧的尺寸对强化换热的影响,对不同钢丝直径、不同弹簧外径、不同节距的弹簧进行对比研究,为燃气热水器的设计提供参考。     

液控注水阀水嘴流量特性仿真与试验研究

液控注水阀作为液控智能注水工艺的核心部件,其水嘴结构尺寸设计关系到注入流量调节的精细程度。通过理论计算、有限元分析及试验研究,对液控注水阀的流量-压差关系曲线进行分析,得到精确的流量-压差关系模板。在液控注水阀8个挡位结构的前提下,得到液控注水阀水嘴直径的优化设计方案,实现单层注入流量0～600 m³/d的精细调节,满足油藏开发需求。研究结果为液控分层注水工艺的开发,以及液控注水阀的设计提供理论依据。     

基于CFD的U型管换热器温度降模型

换热器是烟熏炉的重要组成部分,但是换热器的实际设计很多情况下依赖于经验与之后的实验验证。如何有效地简化换热器的设计成为一项重要的课题。研究主要基于Fluent平台对U型管换热器进行仿真模拟,以探索U型管换热器热交换原理。通过研究U型管的结构特点,将一层U型管作为一基本单元;对基本单元进行仿真分析,将所得的数据进行数值拟合,得出U型管入口温度、层数以及出口温度之间的函数关系,从而建立U型管层数与出口温度之间的温度降数学模型。该函数可以有效地反映出U型管换热器温度降的趋势,为实际设计提供理论借鉴。     

聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维的制备及其性能

为解决天然活性成分改性聚酯纤维生产过程中,天然成分不耐高温易损失导致功能下降的问题,通过分子巢技术将超临界CO₂萃取获得的橙活性成分装载入介孔SiO₂载体中,进而制备具有良好抑菌、抗病毒效果的聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维。对改性纤维的形貌结构、化学结构、力学性能、活性成分含量、抗菌性能和抗病毒性能等进行测试与分析。结果表明:制备的介孔SiO₂的尺寸为(100±5) nm,比表面积为729.7 m²/g,平均孔径为 2.55 nm;聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维的断裂强度为3.22 cN/dtex,纤维中橙活性成分柚皮甙含量为(0.41±0.05) mg/kg,抑菌率大于或等于91%,抗病毒率大于或等于99%,均显著优于普通聚酯纤维(p<0.01)。     

基于β粒子源的空腔式粉尘传感器研究

为实现管道烟尘浓度的连续实时测量，设计了一种基于β粒子源的无动力粉尘传感器。传感器基于平板型空腔结构，采用流体力学模拟软件ANSYS fluent 15.0对传感器内部流场进行研究，以优化设计传感器进气口特征、源面积、源 收集极间距等结构参数，并在静态无风和风洞环境下对传感器相关参数进行验证。在风洞内，温度为30～33℃，含湿量为1%～2%，风速为（9.7±0.2） m/s条件下，研究传感器响应与粉尘浓度之间的关系。结果显示，从34 ℃变化至233 ℃时，传感器响应变化约50%；含湿量从6.52%增加到10.65%时，传感器响应变化约30%；在风洞内较低湿度和较低温度条件下，滤膜采样浓度为13.5、26.8、33.6、47.5、63.3 mg•m^-3时，传感器示值对应为16.6、30.4、38.1、45.3、53.2 mg•m^-3。研究证实了基于β粒子源的传感器用于粉尘测量的可行性，实验获得了环境温湿度条件变化与β粒子源的无动力粉尘传感器响应值的初步关系，但对于温湿度变化引起粉尘浓度测量偏差需进一步研究。     

预冷流模式下混凝土箱梁水化热场时程分布与计算方法

推导了混凝土水化热预冷流复合降热方程,建立了混凝土水化热预冷流模式。采用大型空间有限元程序AN-SYS,对浇注箱梁墩顶块混凝土水化热场进行时程分析,分析了温度峰值和温差峰值的时程变化规律,提出了实用计算公式。结果表明:预冷流模式可明显降低浇注混凝土的水化热温度峰值和温差峰值,缩短最大温度峰值出现的时间,而不改变温差峰值发生的时间。实用计算公式简单明确。     

基于Fluent的水冷滚筒流场数值模拟与设计

水冷滚筒作为电解铅阴极板制备的核心部件之一,其内部冷却水的流场分布直接决定电解铅阴极板的结板厚度和均匀度。为准确掌握滚筒内流场分布状况,运用计算流体力学软件Fluent的多坐标参考系对水冷滚筒内部的流场进行三维模拟,直观地显示水冷滚筒内部的流场特性和流动状态。通过对不同的出水孔孔径得到的流场进行对比,确定最优孔径。设计出的水冷滚筒样机性能通过了现场试验,电解铅阴极板的结板厚度与均匀度均满足生产要求。