基于多孔介质的甘蔗压榨流固耦合分析

压榨提取蔗汁是甘蔗制糖的常用方法。研究甘蔗压榨机理及其运行参数的工作通常以实践经验和试验为基础,这样会使试验成本大幅增加,而试验分析也受到很多不确定因素的影响。因此,采用有限元仿真方法进行甘蔗压榨过程的流固耦合分析。针对甘蔗压榨提汁中大变形、强摩擦和流固耦合的问题,对甘蔗纤维提出合理的简化与假设,将多孔介质力学理论应用于甘蔗压榨流固耦合分析,构建甘蔗纤维的本构关系;根据甘蔗压榨过程中的非线性力学现象,建立甘蔗压榨提汁的流固耦合有限元模型;通过流体渗流/应力耦合的有限元分析结果,说明仿真模型能表现出甘蔗纤维内部的力学现象,并能解释甘蔗压榨机理;在此基础上,分析压缩比、辊子线速度和喂料压力对压榨辊子的压力和转矩的影响,为优化压榨机运行参数提供参考依据;最后,给出了相应的结论。     

YP461型螺杆压榨机的重大改进

压榨过滤机械的种类很多,结构多种多样,其中螺杆压榨机是比较典型的一种结构。其结构相对简单,工作可靠性高,应用十分广泛。螺杆压榨机的主要工作部件是螺杆,它是通过螺杆每个螺距螺纹沟槽容积的逐渐减小而达到挤压物料的目的。进料端一个螺距的螺纹沟槽容积与出料端一个螺距的螺纹沟槽容积之比称为压榨比。一般说来,螺纹沟槽容积的变化可以通过两种方法获得:一是保持螺杆全长上螺纹深度不变而螺距向螺杆末端逐渐减小;二是保持螺杆全长上螺距不变而螺纹深度向螺杆末端逐渐减小。其中,改变螺纹深度又可分为螺纹底径带锥度或顶径带锥度(以前者…     

螺旋榨油机研究现状及发展建议

目前,国内外对螺旋榨油机械的研究主要集中于油脂渗透模型、榨螺结构、榨膛与喂入装置结构、耐磨性等方面。文章在对榨油机械工作原理及压榨相关理论分析基础上,对比了主流螺旋榨油机的的优缺点,并对影响螺旋榨油机榨油质量的关键部件磨损严重、工作性能、微观机理研究不足等问题,提出了发展建议,以期对螺旋榨油机械的发展提供参考。     

网板式压榨辊关键零部件设计与分析

压榨辊是压榨机的主要工作部分,设计的合理与否直接影响压榨机的压榨效率和故障概率。压榨辊的热装法通过网板与辊子的过盈连接,使网板与辊子通过过盈连接产生的摩擦力,有效抵抗生产中产生的扭矩。以辊子的轴体、幅板、衬板和网板为研究对象,设计了轴、幅板和衬板的结构,建立压榨机辊子的模型,通过Ansys分析软件对网板进行了受力分析。通过分析得到过盈连接可以有效降低网板与衬板的相对位置变化。对提高压榨机的效率并降低故障发生率有重要意义,也给压榨机辊子网板的安装提供了理论依据。     

三螺杆泵的流固耦合特性分析

目前对三螺杆泵的研究趋向于高速、高压、大流量,提高三螺杆泵工作效率的关键是严格控制螺杆变形及间隙以减少泵内泄漏。以三螺杆泵为研究对象,通过泵内流场和螺杆的结构分析,将两者进行耦合得到不同工况下螺杆的变形和应力分布规律。通过分析在耦合作用下的螺杆变形结果可见:主、从动螺杆的啮合间隙大小是影响三螺杆泵容积效率的关键因素之一,适当调整主、从动螺杆的间隙,可避免螺杆之间磨损加剧甚至抱死现象。对比扭矩和流体压力单独作用下以及二者流固耦合作用下的螺杆变形和应力变化发现:流固耦合作用下的螺杆变形和应力与转速呈反比关系,而与功率和输出压力呈正比关系。     

M505型螺杆压榨机技术改造

维尼纶行业使用的大型螺杆压榨机,是其醇解工段的关键设备之一。它利用各螺旋盘容积逐渐减小的原理,使物料在从进料段向出料段推进的同时,实现压榨脱水的目的。其结构简单、运行可靠、结实耐用并且维护工作量很小。四川省机械研究设计院经过多年的技术准备,研制开发出了M505型（低碱法）和YP461型（高碱法）两种螺杆压榨机。从2001年至今,已先后生产6台套,成功运用于湖南、江西、山西、福建、兰州等维尼纶厂家。在开发过程中,该院并非简单复制,而是与山西三维、贵州水晶等单位广泛交流,并吸取国外最新技术成果,进行了大量优化设计。     

双螺杆转子结构特性流固耦合数值模拟

以双螺杆转子为研究对象,依据流固耦合理论,通过求解捏合机内部流体和双螺杆转子固体耦合方程,研究不同工况下的流体压力和扭矩对双螺杆转子应力和变形的影响规律。分析计算结果表明:螺杆转子的变形和应力主要是不同工况下的扭矩、流体压力载荷及耦合场作用引起的;螺杆间隙对捏合机的生产效率和质量有很大影响,阴阳螺杆转子最大变形量是设计最佳螺杆间隙的关键因素;一定功率下,转子的最大变形量和最大应力值分别与转子扭矩、流体压力的大小正相关;一定转速下,转子的最大变形量和最大应力值与捏合机功率正相关。研究结果为新型双螺杆捏合机的合理设计与性能预测提供了理论依据。     

甘蔗压榨机润滑的改进

甘蔗压榨机大多以高粘度汽缸油或压缩机油等来润滑榨机轴瓦的。由于压榨时压力很大,一般要受300吨左右的压力。又有甘蔗汁不断侵入,而且润滑油缺少良好的粘附性,耐压性和抗水性,因而流失耗油量多,轴瓦磨损严重,有时由于发热而烧坏轴瓦。     

过滤、压榨脱水装置的发展

本文用实例说明固液分离装置的最新发展和动向是指向“压榨”。列举了十余种新型、高效率的过滤、压榨脱水装置,如:全自动压榨机、筒型压榨机、V型盘压榨机以及属于动态过滤的旋叶型压滤机等。     

基于ABAQUS的甘蔗压榨提汁数值模拟研究

甘蔗压榨提汁过程中蔗料固体骨架的变形和蔗汁液体在蔗料固体骨架孔隙空间的流动非常微观,对甘蔗压榨提汁进行数值模拟是研究甘蔗压榨提汁的一种重要手段。在前人对甘蔗压榨提汁的研究基础上,应用ABAQUS有限元软件对甘蔗压榨提汁进行数值模拟,通过对仿真结果进行深入分析得到了蔗层厚度、辊子速度、辊子直径与排汁和轧辊力矩的关系,为甘蔗压榨提汁生产和压榨机的设计提供了科学指导。     

圆盘压榨机的国产化研制及其应用

针对国内设计的锥盘直径1200mm的圆盘式压榨机,对其结构特点、参数计算及液压系统等问题进行论证,随后对圆盘压榨机这种较为先进的压榨过滤设备的国产化的意义及其应用前景作了分析。对该设备今后几年在PVA行业的需求情况进行了预测,并指出了圆盘压榨机系列化、小型化的研制方向。     

双螺杆捏合机螺杆转子多场耦合特性数值模拟

以某新型双螺杆捏合机螺杆转子为研究对象,采用间接耦合以及弱耦合方法实现转子温度场和应力场、流场和应力场的耦合特性的数值模拟。将温度场作为体载荷施加在流固耦合结果上,实现螺杆转子温度场-流场-应力场的多物理场耦合特性数值模拟,以研究不同工况下在流场温度、流体压力和不同扭矩对双螺杆转子的综合应力和综合变形的多场耦合作用机理,并对螺杆转子在各物理场单独作用及耦合作用下的应力和变形情况进行对比分析。研究结果表明:与流场对转子产生的变形与应力相比,热变形是导致转子实际变形的主要因素,螺杆转子热变形的变化趋势与其实际综合变形的变化趋势基本一致,而由温度场导致的转子热应力值较小,远小于转子受到流场以及扭矩产生的应力值。根据分析结果可以确定双螺杆捏合机中对转子强度、刚度起主要影响作用的因素,以及确定转子合理工作间隙。研究结果对转子微观形貌的主动反演设计以及工作间隙的合理选择提供理论依据。     

基于流固耦合有限元的LNG泵用轴承模态影响研究

对某型LNG泵用轴承进行模态分析，深入研究流固耦合预应力对LNG泵用轴承模态的影响。首先用ANSYS对轴承进行流固耦合仿真分析，构建流固耦合模型并进行流场计算，得到LNG对轴承施加的流固耦合预应力。在此基础上，研究轴承在无预应力作用和受流固耦合预应力作用的振型与模态变化机制，对比分析两种情况下轴承振型及模态的显著差异，进而研究流固耦合预应力对轴承共振的影响。研究表明：流固耦合预应力的存在会导致LNG泵用轴承的形变量增大，模态频率下降，且更接近轴承自身的激振频率。     

基于ANSYS的飞机液压管路系统流固耦合分析

液压管路系统中存在结构和流体之间的耦合振动,因此,在研究管路的动态特性时需要考虑到流体对管路结构动态特性的影响。对液压管路系统的流固耦合特性做了分析研究,并应用有限元分析软件ANSYS对某一机型中一部分管路进行流固耦合仿真分析,分析了流固耦合作用对导管结构动态特性的影响,分析计算结果对优化管路系统和维护管路系统运行有一定的指导意义。     

双向流固耦合对螺旋离心泵内外特性的影响

采用双向流固耦合与非流固耦合计算对螺旋离心泵内外特性进行对比研究,分析了流固耦合作用对泵内部流场的影响。流场计算基于Reynolds时均化N-S方程和标准k-ε两方程湍流模型,采用多重坐标系法,结构响应基于弹性体结构动力学方程。两种计算结果表明,采用流固耦合计算的外特性更接近清水试验值,流固耦合作用对喉部及扩散段影响显著,在扩散段降速增压作用下,流固耦合作用对出口截面影响减弱,蜗壳水力设计时应适当考虑流固耦合作用。     

基于双向流固耦合的柴油机缸盖温度场分析

基于双向流固耦合方法对发动机冷却水套流场和机体缸盖结构进行联合求解,研究流固耦合作用下的缸盖温度场分布。首先计算缸内工作过程,获得燃气壁面温度和换热系数;然后将其导入双向流固耦合模型进行联合求解,获得缸盖温度场。并分别将单、双向流固耦合得到的温度场与试验值对比。模拟结果表明:双向流固耦合获得的缸盖温度场分布更加合理,其平均误差为-12.9℃,较单向流固耦合的平均误差降低50%。研究结果为缸盖温度场的获得和冷却水套的设计提供了参考依据。     

流固耦合对静压溜板承载性能影响分析

对重型机床静压溜板承载部位进行流固耦合分析,通过建立以雷诺方程和有限元计算为基础的流固耦合模型,分析了开式定量静压油垫的油膜刚度受供油流量、负载和材料特性的影响规律。将计算结果与不考虑流固耦合特性的分析结果进行对比,结果表明:在供油流量相同条件下,考虑流固耦合特性的油膜刚度相对不考虑流固耦合特性的油膜刚度下降更严重,所以,流固耦合特性对油膜刚度的影响不可忽视。     

流固耦合对油气井管柱振动特性的影响分析

以油气井管柱为例,分析了流固耦合作用对管柱振动特性的影响。首先建立了有无流固耦合管柱振动方程,阐述了考虑流固耦合对管柱振动特性分析的重要性。再应用ANSYS Workbench软件建立有无流固耦合管柱三维有限元模型,运用Modal分析模块分析了空管柱、气固耦合管柱、液固耦合管柱三种情况下管柱的固有频率与振型等振动特性。与无流固耦合管柱振动特性对比表明:考虑流固耦合作用时管柱固有频率小于无流固耦合时空管柱的固有频率;与气固耦合相比较,液固耦合时管柱固有频率降低量更大,高达13%;管柱固有频率基本随阶数呈平方关系增长;管柱各阶固有频率均随管柱长度的增加而非线性下降;流固耦合作用对管柱的振型几乎没有影响。流固耦合作用影响管柱的固有频率,尤其是内部流体密度很大时,这种影响更不能忽略。考虑流固耦合作用下管柱振动特性的分析为管柱动力学分析提供了依据,也可为避免结构的共振提供参考。     

流固耦合下双螺杆压缩机转子结构特性研究

针对周期性气动载荷对双螺杆压缩机转子的结构特性影响,基于有限元分析技术采用Fluent软件并结合流固耦合分析原理,对双螺杆压缩机三维流场进行仿真分析,将流场仿真得到的转子齿面气动载荷作为外界荷载导入转子的结构特性分析中,通过对比考虑气动压力与不考虑气动压力作用下,研究其对压缩机螺杆转子的结构特性影响。     

一种热铝渣压榨机的设计及生产应用

基于热铝渣压榨的铝回收方法,给出了一种热铝渣压榨机机械本体、液压系统和电气控制的设计方案,并对热铝渣的压榨工艺参数作了探讨,提高了铝的回收效率.