基于CFD技术纺织空调送风口结构的优化设计

为满足细络联联接的细纱机和络筒机各自所需的温湿度条件,本文采用一种通过调整送风口结构参数来精确控制送风方向及气流分布的定向送风口,利用CFD技术对不同送风口结构下的车间气流分布进行数值模拟,分析对比速度场、温度场及湿度场的分布特点。结果表明:当导流板角度一定时,整流格栅的通孔直径从10 mm增大至32 mm,工作区域的风量和温度分布更均匀,相对湿度可以满足各自工艺需求,但机器周围风速偏高。综合考虑确定通孔直径为30 mm时的送风口结构为最优结构,并试验验证。研究结果可以为纺织空调送风口结构的优化设计提供理论指导。     

高湿黏性颗粒在聚四氟乙烯微孔膜滤料表面沉积特性的数值模拟

基于聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜滤料扫描电镜(SEM)图像，建立PTFE微孔膜滤料微观结构模型，采用计算流体力学和离散单元法(CFD?DEM)耦合的方法对黏性颗粒在微孔膜滤料表面沉积特性进行模拟，引入液桥力模型，忽略范德华力的作用，统计计算域内颗粒的受力情况，分析了不同表面能条件下3~6 ?m粒径颗粒在微孔膜滤料表面的沉积特性，将模拟结果与黏附效率的经验公式进行对比。结果表明，黏附效率与经验值、颗粒受力与液桥力模型的相对误差均在6%以内，CFD?DEM耦合计算方法可用于模拟不同环境湿度条件下的颗粒沉积；过滤风速、粒径与黏性是影响沉积形态的重要因素，提高过滤风速及增大颗粒粒径与黏性，颗粒更易在滤料表面形成稳定的树突结构，黏附效率及含尘压降增加。环境相对湿度影响两物体间液桥体积，接触力影响颗粒沉积，当增加表面能与液桥体积时，接触力及液桥力均相应增加，根据受力平衡原理，环境相对湿度对颗粒沉积影响很大。     

除尘器新型褶式滤筒的结构优化及系列化设计

以新型褶式滤筒为研究对象,选取滤筒褶数N_2、褶夹角θ、褶高h、过滤风速v为影响因子,除尘器压力损失为响应值,基于响应曲面法分析影响因子对压力损失的影响,建立滤筒除尘器压力损失的预测模型并得到滤筒褶皱结构最优参数。以滤筒内径D、筒体高度D_1为标准尺寸,依据相关国家标准设计滤筒筒体部分;以锥体高度D_2、锥体上圆直径D_3为系列尺寸,利用尺寸变化法设计锥体部分;通过Access软件建立滤筒产品数据库。结果表明:当θ=5.2°,N_2=50,v=0.01 m/s,h=0.035 m时,除尘器压力损失最低;当D_1=1 000 mm,D=320 mm时,D_2和D_3最佳值分别为600,130 mm,故采用D_2/D_1=0.6,D_3/D=0.4的比值设计相应滤筒锥体系列。     

通风方式对室内热舒适性影响的数值模拟

室内的热舒适性直接影响着人们的健康和工作效率。针对该问题,采用计算流体力学(CFD)方法,选用零方程模型对空调系统下送上回、上送上回、上送下回三种通风方式进行模拟研究,并对温度场、PMV、PPD、空气龄的模拟结果进行分析比较。研究结果表明:和其它两种通风方式相比,上送上回通风方式室内工作区最低气温都在25℃以上,最高气温基本上在28℃以下;在工作人员呼吸平面处空气龄在700s左右,该区域的PMV和PPD分别为0.8和22%左右,可以获得较好的热舒适性。     

二氧化碳制冷系统毛细管的设计及实验研究

利用绝热毛细管内制冷剂流动特性的数学模型,在给定运行工况下,针对工质为二氧化碳的制冷系统用微元法编制了计算程序,模拟了二氧化碳毛细管内的流动曲线,得到毛细管流量与尺寸及进口压力的变化关系.搭建了小型二氧化碳跨临界循环制冷系统,通过实验研究,得出了该毛细管在不同的高压侧压力及气冷器出口温度下的流量特性曲线.将实验结果与模...     

基于网格冻结法颗粒沉积形态对纤维介质过滤特性的影响

为研究不同操作条件下颗粒沉积形态对纤维介质过滤特性的影响,采用计算流体动力学中的网格冻结法来处理运动边界,使动态边界计算问题简化成固体边界问题,利用该方法定性地描述纤维介质表面颗粒的沉积形态,并利用数值模拟的方法计算不同斯托克斯数St、不同沉积颗粒数和不同颗粒沉积形态下纤维介质的过滤效率。研究结果表明：在一定范围内增大St可以显著增加纤维介质的过滤效率;颗粒在纤维表面的沉积有利于提高纤维的过滤效率,并且在颗粒沉积的初期作用显著,而在其沉积的后期,过滤效率增幅相比初期会大幅降低并呈平缓趋势;同时,与迎面过滤颗粒有较大接触表面积的沉积形态,有利于纤维介质对颗粒的捕集。     

旋风分离器入口结构改进及其对“短路流量”的影响

常规切向进口旋风分离器的气流进入旋风分离器后必定要经过排气芯管外壁和筒体内壁之间,因此不可避免会使得相当一部分气流没有经过分离空间而直接从排气芯管底部排出(短路流量),这也是影响旋风分离器分离效率的重要因素之一。在前人工作的基础上,对旋风分离器的进口结构进行了改进:使得旋风分离器的入口具有一定截面角,并借助数值计算技术,分别对传统的和具有一定入口截面角旋风分离器内的三维流场进行了数值模拟,计算了芯管底部的"短路流量",结果表明:进口具有一定截面角可以明显减小芯管底部的"短路流量",这对改善旋风分离器的分离效率具有重要的实际意义。     

基于Visual C#和MATLAB的纤维过滤介质性能计算及软件开发

基于Visual C#和MATLAB语言的混合编程,提出纤维过滤介质过滤性能计算的软件开发方案,实现对纤维过滤介质三维结构的重建及其过滤性能的计算。首先通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)成像获得过滤介质内部微观结构二维图像,提取过滤介质的几何参数,根据纤维半径和方向等参数重建过滤介质的三维结构,利用经典的经验公式计算过滤介质的压降和效率。以Visual Studio 2010为开发平台,Visual C#为开发语言,基于dll文件调用MATLAB程序,最终完成该软件的开发。与利用数值模拟或实验方法计算过滤介质性能相比,利用该软件计算过滤介质的过滤性能,方法简单、便捷。     

微细颗粒物在过滤介质中过滤特性的CFD-DEM模拟

基于CFD-DEM(离散单元法)方法模拟了微细颗粒物在纤维过滤介质中的气-固两相流动特性,模拟时,充分考虑了颗粒群组成、粒径分布、颗粒间及颗粒与纤维间的反弹作用以及颗粒团聚等因素,分析了纤维过滤中颗粒群的运动特性和微细颗粒的沉积形式。结果表明:采用CFD-DEM模拟过滤介质的过滤过程以及微细颗粒在介质表面沉积过程和形式的方法是方便且可行的,模拟结果与前人的实验观测结果基本吻合;在过滤过程中,表面过滤的贡献较大,大部分的颗粒在介质表面即被捕集,进入到介质内部的部分粒径较小的颗粒经深层过滤作用而被捕集;大量的颗粒捕集是由颗粒-颗粒捕集机制来实现的;不同颗粒体系的颗粒群其过滤效果也有所差别,对于本文所研究的过滤介质模型,多颗粒体系的过滤效率比单一的颗粒体系的过滤效率高20%左右。     

含相变材料的定型复合建材储能调温及力学特性

使用微胶囊化和直接吸附法两种方式将相变材料与水泥结合分别制成了含相变微胶囊水泥基复合建材及含相变材料水泥基复合建材,搭建实验测试系统,对复合建材的调温储能特性进行了测试。微胶囊化相变材料和纯相变材料的加入对水泥基建材的微观结构形貌具有较为明显的影响。热重曲线显示纯水泥、相变微胶囊-水泥、相变材料-水泥试样的失重率依次增加,相变微胶囊-水泥式样的稳定性最好;复合成分所占质量分数相同时,相变材料-水泥试块强度略低于相变微胶囊-水泥试块;调温测试表明,在水泥中添加相变微胶囊颗粒或纯相变材料时均具有一定的调温储能功能,能明显减缓水泥基建材的温度在相变温度附近的波动;尽管直接吸附法制备的相变材料-水泥复合建材具有较好的调温性能,但其可循环性较差,伴有刺激性气味逸出,实用性较差。因此相变微胶囊-水泥复合较适宜作为新型建材推广使用。