上下冲击式高效鼓风冻结装置速度场的数值模拟与验证

对上下冲击式高效鼓风冻结装置建立数学物理模型,使用CFD软件对速冻装置内静压箱和贴近网带上下方的速度场进行数值模拟。计算中将位于上下均风孔板间的网带作为多孔介质处理。研究结果表明,增设导流板可改进静压箱拐角处气流组织的均匀性;扩大冻结区两侧隔板和网带侧边形成的通道,也可以改进局部区域流场的均匀性,这种改进方法需要减小网带宽度或加大装置整体宽度。因此,要保证设备的冻结能力,则需综合考虑风速、网带尺寸等对冻结能力的共同影响。此外,网带位置会影响周围气体流场分布,网带距下方送风口距离在20 mm-30 mm之间时,可以保证风速在3 m/s左右,且均匀性较好。通过测试实验验证了模型建立的合理性及计算结果的准确性。     

温度冲击对车载乳胶基质安全性的影响?

为了研究温度冲击对车载乳胶基质安全性的影响,分别采用ANE隔板试验、克南试验、烤燃试验研究了经过不同老化周期处理的车载乳胶基质安全特性。隔板试验中,样品1#和2#的验证板严重变形但未穿孔,样品3#的验板穿孔,表明随着老化周期的增加,乳胶基质对冲击波作用更敏感。克南试验中,样品1#和2#的试验钢管无显著变化,样品3#的试验钢管发生了爆炸,表明随着老化周期的增加,乳胶基质在强加热作用下变得更敏感。烤燃试验中,样品1#、2#和3#达到最高温度的时间分别为1 340 s、1 020 s和700 s,即随着老化周期的增加,乳胶基质受热发生热分解的速度变快。     

弧形导流板在空调通风中的应用研究

提出将弧形导流板应用于射流碰撞类通风以改善室内流场,从而达到节能舒适的目的 .利用数值模拟的方法对弧形导流板改善室内流场的效果展开研究,并分析了导流板尺寸、形状、位置以及送风参数对其产生的影响.结果 表明,在竖壁贴附送风的应用中,合理引入弧形导流板可以消除房间角落旋涡,减少超过28％的动能损失,并且延长了竖壁贴附送风的...     

某过滤净化装置内部流场优化

使用CFD技术对某过滤净化装置内的流场均匀性进行优化研究,计算并分析不同工况下装置内部空气的流速,并利用正交试验方法设计模拟方案,研究不同导流板对装置内部流场的影响,确定最合理的导流板布置形式。采用正交试验对模拟结果进行分析,发现各因素影响水平从大到小分别为导流板数、导流板长度和送风量。在送风量一定的条件下,设置9块导流板,导流板长度为100 mm时装置内部的流场均匀性最好。     

导流及布气方式对膜生物反应器内部流场影响的数值模拟分析

运用数值模拟,研究膜生物反应器中曝气管路布气位置及导流板对反应器内流场分布的影响,并对3种气水比(10:1、15:1、20:1)进行了优化研究.将模拟结果进行比较发现:“对齐”布气优于“间隔”布气;导流板对反应器内流场特性有较明显的影响,导流作用能有效地改善反应器内气含率的分布状况,提高氧传质效率,增大膜面剪切速度.在相同条件下,其平均膜面剪切速度分别是不加导板的“对齐”和“间隔”布气方式的1.5和1.9倍.当气水比为15:1时,各种布气方式反应器内气含率分布均较大,流场内的涡流均非常明显,整个场内形成了循环流动,膜面剪切速度也达到最大.     

侧风对超大型冷却塔内空气动力场的影响研究

对常见的七种导流叶片的侧风预防措施效果进行了CFD数值模拟,为导流片的选取提供依据。在计算流体动力学方法的基础上,忽略塔内的传热传质过程,引入风扇边界条件来模拟由于热蒸汽而引起的塔内抽力,采用多孔介质边界条件来模拟全塔的阻力及填料区通风率,并且在雨区和填料区使用UDF编写阻力源项程序来模拟空气流经塔内的阻力,研究了不同型号导流片及不同侧风对塔内的空气动力场分布特性的影响。系统地得到了各种型号导流片在不同侧风下的整流效果,定量的分析了侧风对塔内流场的影响,给出了侧风防御措施的选取原则,为冷却塔导流片的选取提供理论依据。     

快/慢烤试验中复合推进剂内部温度场的分布

为了研究不同烤燃条件下复合推进剂(PBT/HMX/Al/AP/BU)的响应特性,采用DSC研究了复合推进剂及单组分的热分解特性。复合推进剂的初始分解温度为187.27℃,单组分中BU初始分解温度最低,为192.95℃,表明复合推进剂的热分解过程是从BU开始;分别测量了在快/慢烤试验中,复合推进剂内部温度的变化。结果表明:1)快烤试验中,样品内部温度分布极不均匀。点火90 s后,样品发生反应,此时样品中心的温度为85℃,钢管端盖破裂,样品发生燃烧反应。2)慢烤试验中,样品内部温度分布均匀,几乎无温度差,样品发生反应时,样品内部温度与环境温度均为133℃,试验后样品钢管完全破碎,样品发生了爆轰。由此可见,慢烤试验中,由于样品内部温度分布均匀,发生反应时,大部分样品都处于临界反应温度,一旦激发,破坏效应比快烤试验更严重。     

导流板对烟气均布作用的流场分析

袋式除尘器的流场是所有除尘器中最复杂最不均匀的,如何能够组织好内部流场就显得特别重要.依靠导流装置不仅可以获得较均匀的气流分布,也会大大减小气流对滤袋的磨损程度,提高除尘效率.本文对添加导流板前后袋式除尘器单元内部流场利用CFD软件数值模拟方法进行分析.结果表明:在添加导流板之后,单元内部流场更加均匀,速度分布更加合理...     

CL-20基压装型温压炸药的设计及性能研究

为了提高六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）基温压炸药的能量水平和安全性能,通过分析温压炸药爆炸反应历程,开展了CL-20基压装型温压炸药的设计及性能研究。结果表明:CL-20基压装型温压炸药装药密度2.015 g/cm³、爆热8 361 kJ/kg、爆速7 815 m/s,30 kg炸药爆炸时在远场12 m处的冲击波超压可对人员达到中度以上的毁伤;且其撞击感度8%,摩擦感度24%;在慢速烤燃、快速烤燃、12.7 mm子弹撞击试验中,炸药响应等级均为燃烧反应,爆轰性能和安全性能优异。     

熔铸载体2,4-二硝基苯甲醚的热安全性研究

为全面了解2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)的热安全性,通过分子结构分析和DSC对DNAN的理化特性进行研究;并采用自行设计的热感度试验装置和1L烤燃试验装置,分析炸药在220、230℃和240℃等不同温度下的烤燃响应情况,观察了炸药在大尺寸烤燃过程中的变化情况;采用公斤级低易损性试验验证了DNAN基熔铸炸药的安全性。结果表明,DNAN分子结构稳定,在365.1℃发生热分解反应,5 s爆发点为374.1℃,活化能为215.0 kJ/mol;DNAN的烤燃过程经历4个阶段,分别为固-液相变阶段、慢速分解阶段、快速分解阶段和喷发及点火阶段;DNAN炸药良好的热安全性使DNAN基熔铸炸药在热刺激作用下反应温和,为其在低易损炸药上的应用奠定了基础。     

静电电压表校准装置中平板电极对电势分布的影响

静电电压表校准装置中的平板电极是该装置的重要组成部分,它的几何参数影响了其周围的电势分布。通过理论分析和仿真计算,分析计算了平板电极直径、形状、厚度、边缘平滑度和离地高度等因素对电势分布的影响。计算结果表明:在测试距离100mm时,以直径为600mm,厚度为1mm的圆形平板电极做参考,直径增加至1000mm,其纵向的电势分布只增强了1.3%;增加平板电极厚度100mm,其纵向电势分布的增强大于5.4%,更加趋近无限大平板电极所产生的电势分布;尺寸相当时,形状对电势分布的影响可以忽略;边缘平滑度对电势的影响可以忽略;距离地面0.5m会形成明显的畸变电势分布。这一结果对校准装置中平板电极的设计具有一定的参考意义。     

转速对KDP晶体成帽影响的数值模拟研究

本研究选择有限容积法, 采用Fluent软件对KH₂PO₄(KDP)晶体在不同转速下成帽过程的温度场及速度场分布进行了数值模拟。晶体转速较低(9 r/min)时, 晶体附近温度分布比较均匀, 相应的晶体只出现一个帽区, 但温度较高, 成帽较慢; 晶体转速较高(55和77 r/min)时, 温度分布也比较均匀, 所以晶体也只有一个帽区, 此时温度较低, 成帽较快; 晶体转速介于两者之间时, 温度分布出现扰动, 晶体成帽同时出现两个或多个帽区, 成帽速度介于两者之间。在所模拟晶体转速范围内, 较高转速77 r/min是晶体帽区恢复的最优转速。     

梯级送风对冷藏车厢内温度场的影响分析

合理的厢内温度场是保证冷藏车运输货物品质、节能降耗的关键因素之一。为提高厢内温度场的均匀性,本文提出了单温区冷藏车的梯级送风模式。无梯级送风时,冷风在车厢内形成整体环流,流动方向较为集中,不利于整体降温;有梯级送风时,车厢顶部增加了风机,冷风速度得以提高,且流动方向更加分散,有利于提高整体降温速度和温度场均匀性。建立了冷藏车厢的仿真模型,利用CFD研究梯级送风对空仓时冷藏车厢内温度场的影响,并进行了实验验证。以射流区平均温度、车厢内整体平均温度、温度场不均匀系数和温度极差作为评价指标,对实验中采集到的温度数据进行对比分析。结果表明：梯级送风模式能够有效降低冷藏车厢内的射流区平均温度、整体平均温度、温度场不均匀系数,减小温度极差,提高降温速度;在射流区,梯级送风的影响最为显著,该处的降温幅度和降温速度都有明显优化;在车厢尾部近地面的拐角处,梯级送风的降温效果虽不明显,但降温速度明显加快。     

Effects of rotating magnetic field and temperature field on comminution of magnetic particles

Abstract

This study examines the movement patterns and comminution of magnetic Ni particles in pure water in a flask. This flask is on top of an actuator which contains a rotating bar magnet, and is surrounded by circulating water at a constant temperature. A digital camera, a particle size analyzer and a field emission electron microscope were adopted to record the moving patterns, particle size distributions and micrographs of magnetic Ni particles. A thermocouple was employed to measure the temperature of pure water in the flask during Ni particle attrition. The effect of the temperature of the water that circulated around the periphery of the flask and the effect of the shape of the flask were analyzed. This study also investigated the effects of the water‐to‐particulate mass ratio and the placement of a bar magnet with an interface between the positive and negative poles in a bar magnet at an inclination angle on the shrinking and the moving pattern of the Ni particles.     

CFRP感应加热线圈中心区域温度场

感应加热技术是实现碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)低能耗高效固化成型的有效方法,提高CFRP感应加热温度场均匀性是保证成型质量的关键,而线圈中心区域温度场均匀性是保证材料整体温度均匀性的关键。根据电磁加热原理建立了CFRP有限元多场耦合的分析模型,通过对模拟计算和实验过程的温度场升温及分布情况的对比分析,证明了本仿真可以准确模拟CFRP感应加热温度场分布。根据图像的熵值理论将温度场均匀性通过熵值大小进行表示,实现了CFRP感应加热温度场均匀性的量化分析,并通过有限元模型计算研究了线圈直径及线圈与材料间距对线圈中心区域温度场均匀性的影响,得到了中心区域温度场均匀性与线圈直径及材料间距之间的关系曲线,为组合式线圈均匀加热CFRP提供了线圈直径及材料间距大小选择的理论依据。      

大型高度-温度试验舱分布式送风流场仿真及分析

针对大型高度-温度试验舱在低气压环境下试验空间内温度场均匀性下降的问题,通过对大型高度-温度试验舱分布式送风流场进行数值仿真及分析,研究了两种不同送风方式下低气压试验舱内的温度场变化规律。结果表明,试验舱内温度场均匀性随着环境压力的降低而下降;增加试验舱内壁辐射换热、提高流场风速,均可以提高试验舱内的温度均匀性;同样环境压力下,采用双侧送风方式比单侧送风方式的试验舱内温度场均匀性更好,但平均风速较高。在进行高度-温度试验舱设计时,需根据不同的试验需求选择不同的送风方式。     

浇注型PBX混合工艺参数优化

为消除高聚物黏结炸药(PBX)中的低密度缺陷,采用正交试验法和单因素分析法设计了工艺试验,研究了捏合时间、捏合温度、转速、药浆静置时间4个混合工艺参数对热塑性高聚物黏结炸药均匀性的影响。结果表明:黏结剂分布不均匀,在CT检测中表现为低密度点,在剖面试验中表现为黏结剂胶团,胶团与炸药之间逐渐过渡,没有明显的界面;药浆静置时间是影响黏结剂分布的主要因素,其次是捏合机转速;当温度80~90℃、捏合时间60~180 min时,捏合温度和捏合时间是次要因素;确定最佳工艺参数为:捏合温度85℃,捏合时间120 min,转速30 r/min,静置时间60~120 min,试验验证了参数的有效性。     

静电纺丝法制备定向排列微/纳米纤维及其机理

借助于高速摄影机"快摄慢放"的技术观察静电纺泰勒锥-射流区域的细节变化,在保证溶液供应量和射流喷射量一致而达到稳定纺丝的基础上,利用常规平面铝板作为接收装置获得了高度定向排列的微/纳米纤维集合体。结果表明,纤维的基本定向原理为在溶液浓度相对较大的情况下,射流的鞭动不稳定性较小,而且会以电势梯度最大方向为轴发生高速旋转,在高速旋转的过程中射流容易被拉直而形成定向排列纤维阵列。     

冷藏车冷风导流系统的设计及热流场分析

目的 为了使冷藏车在运输过程中冷风分布更均匀,提高对货物的冷却效果。方法 设计一种冷藏车冷风导流系统,建立其三维几何模型及冷藏车制冷时的热物理模型。利用计算仿真的方式分析了冷藏车在运输苹果过程中车厢内冷风流向及温度场随时间变化情况,分析了冷风导流系统及其气孔直径、气孔间隔、导流槽尺寸、回风道宽度、入口风速等关键参数对运输过程中冷却效果的影响。通过分析的结果确定了冷风导流系统的关键尺寸。结果 发现设计的冷风导流系统可将运输过程中货物温度最大值降低5.9 K,回风道宽度在150 mm左右为宜。结论 文中设计的冷藏车冷风导流系统可有效提高冷却效果,相关的方法可为冷藏车设计提供一定的参考。