等离子割炬电极冷却水道流场仿真及结构改进

应用CFD软件SolidWorks FlowSimulation对等离子割炬电极冷却水道流场进行解析,分析冷却水流速矢量云图和冷却水流速轨迹曲线图。针对前内壁面流速低和流速不均匀等问题进行了结构改进。研究表明,改进的结构能很好地提高前内壁面的冷却水流速,改善冷却水流速的均匀程度,有利于电极的冷却并提高其使用寿命。     

等离子割炬喷嘴冷却水道流场仿真

等离子切割机在现代工程中的应用越来越广泛,割炬的使用寿命决定于其冷却的效果。应用CFD软件SolidWorks Flow Simulation对等离子割炬冷却系统进行流场仿真,为等离子割炬的设计提供参考。     

液压支架喷雾降尘喷嘴的优化设计

针对工作面产生粉尘的情况,基于旋转射流理论的分析,对液压支架喷雾降尘喷嘴的性能进行优化设计,提出了采用精细陶瓷材料,切向注入、固定导叶加旋的组合喷嘴结构设计方案。通过在工作面的工业性试验证明,该方案降低了粉尘浓度,改善了影响矿工身体健康和矿井安全的工作环境。     

除尘旋流雾化喷嘴仿真及CFD流场分析

在矿用机载湿式除尘器中,喷嘴是其关键部件,其流量、广角及雾化液滴直径对除尘效率有直接关系。通过试验研究了供水水压与流量、雾化角之间的数学关系,并用FLUENT软件进行CFD模拟,模拟结果与试验数据基本吻合,证明CFD分析模型有效性;分析了喷嘴雾化机理,提出了喷嘴选用原则。     

拉瓦尔喷嘴与直喷嘴对等离子喷涂NiCrAlY涂层组织及性能的影响

分别用拉瓦尔喷嘴和直喷嘴,采用等离子喷涂方法制备NiCrAlY涂层,并测试了不同喷嘴所制备的涂层的性能及组织的差异.试验结果表明:所制备的NiCrAlY涂层均具有明显的层状组织,涂层颗粒界线明显;直喷嘴制备的NiCrAlY涂层中有明显的未熔颗粒;拉瓦尔喷嘴制备的涂层与直喷嘴的相比,涂层显微硬度和结合强度更高     

基于CFD的纵向旋流喷嘴参数优化

为解决矿用旋流喷嘴耗水量大、雾化效果差的问题,提出影响喷雾效果的相关参数:旋流芯螺旋角度、喷嘴收缩段与旋流段长度比;运用CFD流体力学和VOF多相流理论对喷嘴内部流场进行数值模拟分析。仿真结果表明:旋流芯螺旋角对喷嘴出口速度和湍流动能影响较大,根据需要适当增大螺旋角有利于提高雾化效果,进口压力相同时螺旋角为40°的喷嘴出口速度增幅最明显;合理选择收缩段与旋流段长度比可有效提高喷嘴雾化能力,两者长度相等时出口水平中心速度峰值位于轴心,水流出射均匀、喷雾效果较好。     

基于VB优化设计针型喷嘴结构参数——入口角

高压水射流的参数包括压力和流量、高压胶管的管径与长度、喷嘴的形状和尺寸以及横移速度、靶距和射流冲击角等，合理选择这些参数以及优化它们的组合是提高水射流效率、降低能耗的重要手段之一。而高压水射流成套设备以喷嘴为中心，因为喷嘴是形成水射流工况的直接元件，它所造成的结果直接影响到系统的各个部分。研究出性能良好、材料适宜又与主机匹配的喷嘴，将极大地提高射流效率。     

基于CFD的流动调整器优化设计

针对瓦斯抽采监控系统中气体流量计上游管道内气体流速分布不均匀问题,提出一种多组去心叶片交错分布流动调整器优化结构。以叶片组数和相邻两叶片组的交错角度为优化参数,建立4种调整器结构优化模型。利用CFD数值模拟技术分析不同雷诺数时各调整器下游的流场特性,对比调整器下游6个位置处流体的径向速度与充分发育流体的相差程度。结果表明,4组叶片交错布置11.25°时调整器整流效果相对较好,可将调整器下游所需直管长度缩短50%,为瓦斯流量测量减小空间成本、提高测量准确性提供理论参考。     

基于CFD的矿用旋流喷嘴结构仿真研究

煤矿降尘喷雾系统的核心部件为喷嘴,喷嘴的雾化效果直接影响降尘的效率和效果,为研究旋流喷嘴的雾化效果,利用Fluent仿真软件对喷嘴导流芯旋流腔圈数及喷嘴出口长径比进行数值仿真模拟,同时对喷嘴局部能量损失提出相应优化。结果显示:旋流状态下流体的平均出口速度可以大大提高,相同进口压力下随着旋流腔圈数的增多,流体出口速度会降低;喷嘴出口长径比对出口湍流动能影响较大,一定条件下增大长径比可以提高雾化效果;出口轮廓会影响喷嘴局部能量损失,收缩角局部设置成流线型能量损失减少。     

基于CFD的矿用高压喷嘴数值模拟研究

矿井采煤工作面是最主要的产尘场所之一,目前主要以喷雾的方式进行降尘。为解决雾化效果差的问题,提出一种空心螺旋导流芯式高压喷嘴,利用FLUENT软件对不同喷口直径以及在不同入口流量下的喷嘴内部流场进行数值模拟。仿真结果表明:此旋流状态下流体的平均出口速度大大提高,喷嘴中心出口速度可达到150 m/s,且在一定条件下高速流体出口面积出现峰值,喷雾效果最佳,为矿井降尘中此类旋流喷嘴的设计研究提供了思路。     

基于CFD的掘进机截割头内喷雾流道的优化设计

针对某新型掘进机截割头内喷雾无法正常喷雾的问题,利用CFD软件建立了该截割头内部流道的仿真模型,通过数值分析,得到了截割头内部流道前、后腔串联是无法正常喷雾的根本原因。提出了改变内部流道,平衡前、后腔压力以解决喷雾问题,并进行了试验验证。     

基于引射器原理的投砾装置喷嘴CFD优化仿真分析

地浸钻孔成井工艺中,目前常用的投砾设备主要有渣浆泵与各类自制投砾装置。基于引射器原理的投砾装置是一种现场应用较广的投砾装置,为了提高该投砾装置的工作效率和投砾质量,本文基于计算流体力学的数值模拟软件Fluent对引射器原理的投砾装置的引射器结构进行了数值模拟的优化分析。分析结果表明,引射器喷嘴直径对引射效果具有较大影响,引射器的引射系数随喷嘴直径的增大而逐渐减小,但较小的喷嘴直径会导致对泥浆泵的泵压负荷增大,对于现场使用的BW250型泥浆泵,要求最高压力≯6 MPa,因此引射器喷嘴的直径为5 mm时为最优值;混合室直径增大会降低引射器性能,根据砾料通过能力等确定最优参数为18 mm;混合室长度有利于提高引射器性能,本文优化值为120 mm长度时为较佳混合室管长。优化后的投砾装置较原有基于大喷嘴直径引射器的投砾装置,投砾效率和质量均有大幅提高。     

基于MATLAB的采煤机截割滚筒优化设计

为使滚筒各截齿受力均衡,延长使用寿命,基于MATLAB对滚筒参数进行了优化,构建滚筒受力的数学模型,以载荷波动系数和截割比能耗作为优化目标,对滚筒的结构参数进行优化设计。通过截割煤壁模拟,并对优化前后的模拟结果进行对比分析,为滚筒的结构设计提供可行的方法和现实依据。     

基于CFD的四缸柴油机冷却系统优化

利用CFD软件AVL-FIRE对某型号直列四缸水冷柴油机的冷却水腔进行了流动与传热特性的数值模拟分析,分析了缸体冷却水腔内冷却液的流速分布、传热系数分布及压力损失。并根据模拟结果对冷却系统设计不合理的地方提出优化改进方案,使得各缸气缸体处冷却水流量分配均匀性得到明显改善,提高了该柴油机的可靠性和耐久性,并为柴油机的冷却水套优化设计提供了理论依据。     

水力冲孔喷嘴结构参数的优化设计

利用流体仿真软件建立了水力冲孔喷嘴的计算模型,计算并分析了喷嘴几何参数对射流打击力的影响。正交试验设计的结果表明,收缩角和长直比对射流打击效果影响较大,喷嘴圆柱的有无和大小次之,依此得到了最优喷嘴的几何参数。     

基于ANSYS Workbench的龙门式数控火焰切割机优化设计

针对龙门式数控火焰切割机动态机械性能,介绍了其模态分析的理论依据,采用有限元分析方法(FEM)对设计的龙门式数控火焰切割机进行了约束模态分析,获得了其前7阶固有频率和响应振型。同时分析了龙门式数控火焰切割机工作时步进电机的频率,分析表明其第3、第4、第5阶固有频率在步进电机工作频率范围内。通过结构改进,模态分析结果显示第3~第7阶固有频率得到提高。     

基于CFD内壁微振荡腔喷嘴雾化特性数值研究

为了研究喷嘴内部结构对矿井喷雾除尘的影响,利用Fluent软件,基于网格独立性检验和SIMPLEC算法对不同结构的内壁微振荡腔喷嘴的内部流场进行数值模拟。结果表明:喷嘴内壁微振荡腔的结构对出口速度影响较大,入口压力8 MPa时两喷嘴出现速度极差;两喷嘴在流场中沿着轴线方向速度逐渐递增,最终在喉道段产生最大速度;阶梯式内壁微振荡腔喷嘴与规则的内壁微振荡腔喷嘴相比,出口速度更大;在内壁微震荡腔喷嘴中,雾化现象都在微振荡腔内部以及腔体开口处产生,并且会在微振荡腔内产生不同程度的涡流。