味精结晶罐结构的探讨

味精浓缩液在结晶罐内的流动是有规律的循环流动。根据味精晶液的性质，重度大、粘度大、沉降快的特点，味精浓缩结晶罐只依靠自然循环是不够的，需要借助在结晶罐内安装轴流式搅拌器，当搅拌浆叶旋转时，机械搅拌产生推动力，可使循环速度增加，促使浓缩液在罐内强制循环。本文对三种搅拌器作简要描述。     

基于PIV测量的磁性搅拌流场分析

以质量浓度为0.01%蔗渣纸浆纤维悬浮液作为研究对象,采用粒子图像测速(PIV)技术探讨了转速为150r/min~450 r/min时磁性搅拌器在特制容器中的流场特性,得到了相关流场的速度矢量及其涡量的分布规律。结果表明:存在一临界转速N_0,在临界转速内,涡量峰值随着搅拌器转速的增加而增加,超过临界转速,涡量峰值随着搅拌器转速的增加而减小;速度矢量场的速度梯度v_x/和v_y/的数值大小随着转速的变化规律和涡量的计算分析结果一致。涡心区域的涡量值最大,沿涡心向外逐渐减小;当转速不超过300 r/min时,涡量分布具有对称性,超过该转速,涡量分布不再对称。所在点的涡量值与径向距离呈现Lorentz函数规律分布;随着转速的增加,涡量为(y_c-y_0)/2的区域变得越来越小。     

草莓保鲜运输中强制通风预冷与温度分布的相关性

通过分析草莓在商用保鲜运输期间的温度分布,研究了量化环境和产品温度之间的关系,并评估预冷却持续时间。研究结果表明,预冷通道内部的半冷却时间(HCT)约为外部的2倍,通道外部的HCT与内部的HCT密切相关。通过传感器进行温度检测,预冷却结束时的温度差异高达7℃,表明在某些情况下应延长预冷时间以提高冷却温度的均匀性。     

基于CFD流场分析的反应釜搅拌器结构改进

承压反应釜在固液混合过程中往往伴随强烈的热传递效应,而密度较低的粉末状固相介质与液体混合的难度相对较大,投料溶入效果不佳和物料结团漂浮等问题较常见。针对此类反应釜的搅拌不充分等问题,采用CFD技术指导反应釜内搅拌器结构进行设计和改进,对反应釜内的固液搅拌混合过程进行了三维数值模拟。数值计算采用多重参考系法(MRF),κ-ε湍流模式以及Mixture多相流模型,模拟了反应釜中的流场形态,通过混合过程的两相流计算得到固相体积分数的分布情况和变化规律,并在此基础上预测了混合时间。结果表明:改进后的搅拌器效果明显增强,该混合过程的CFD模拟可得到相对准确的流场分布及各项特性参数预测结果,可为该类反应釜搅拌器的设计和优化提供参考。     

基于FLUENT的菊花热风干燥流场特性仿真分析

在菊花干燥过程中,干燥机内部的流场分布特点是影响菊花干燥品质的主要因素。为进一步研究在菊花干燥过程中干燥机内部的流场分布及变化规律,针对负压式干燥机,建立了干燥机的物理模型。通过对模型进行网格划分、参数确定和求解计算,得到了菊花干燥过程中速度场、压强场、温度场在干燥机内部的分布情况,实现了对菊花干燥过程中流场分布的数值模拟。为验证模拟结果的准确性,着重将温度场的模拟结果和实测结果进行了对比分析,发现相对误差在8%以内,充分证实了模拟结果的可靠性。     

基于Fluent的风力致热装置内部流场模拟研究

针对风力致热能量转化方式,提出新型搅拌致热罐。利用阻尼孔将装置分为4层,采用六折叶开启涡轮式叶片对工质进行搅拌致热。利用CFD软件Fluent对该搅拌致热罐内部流场进行了数值模拟计算,通过控制搅拌器转速的不同,研究内部流场的变化规律。通过验证对比实验,实测温度与模拟温度相对误差约为0.073,说明模拟过程中设置合理。研究结果表明,该设计在风速为12m/s时满足预期目标产热;当风速较低时通过采用辅助热源也可以达到要求。     

气相沉积法制备碳纳米管纤维反应器气体流场模拟

为了探讨制备碳纳米管纤维的直立式气相沉积反应器气体流场,选用计算流体力学软件Gambit和Fluent分别对直立式气相沉积反应器气体流场进行建模和数值模拟,模拟得到反应器内部气体速度、温度和浓度分布。结果表明：气体从进气管口射出时速度达到峰值1.79 m/s;在加热段时速度逐渐趋向于稳定,为0.02 m/s,温度逐渐趋向于反应器管壁温度(1500 K);碳源甲烷气体在反应器加热段呈现泊肃叶分布。直立式气相沉积反应器加热段气体流场呈现低速平缓高温,是适宜碳纳米管合成和碳纳米管纤维形成的有利环境和主要区域。     

基于Fluent的干法造纸负压箱流场特性分析

为提高干法造纸成型的均匀性,运用Fluent软件对成型布料器中的负压箱结构进行流体动力学模拟计算,研究不同负压箱内部结构及排风量对箱体流场分布均匀性的影响规律;在箱体内选取120个采样点,通过仿真计算得到不同负压箱结构和不同排风量时这些点对应的速度不均匀系数,根据速度不均匀系数曲线的变化得到流场变化规律。结果表明,敞开式五风道结构的负压箱更有利于形成均匀稳定的流场,且排风量对内部流场的均匀性影响较小。     

熔喷双槽形喷嘴内部通道气体流场数值模拟

熔喷双槽形喷嘴气槽出口处宽度方向上的气体速度分布均匀性受内部气流通道结构的影响。为探究喷嘴内部通道结构对气体速度分布均匀性的影响，采用数值模拟的方式对喷嘴内部气流通道的气体流场进行数值计算。用ANSYS软件中的Workbench平台建立出贴合实际的三维流场模型，并划分出符合网格质量要求的网格。在Fluent软件中设置求解器类型及定义边界条件，进行数值计算。结果表明：气体在由气腔1流入通气孔A时，在通气孔A₁至A₄出口处的速度峰值及温度谷值各有不同，分布趋势表现为越靠近喷嘴外侧的气孔出口处速度峰值越大、温度谷值越小，越靠近喷嘴中部的气孔出口处速度峰值越小、温度谷值越大。且通气孔B出口处的速度峰值及温度谷值受通气孔A的影响，也呈现出与通气孔A出口处相同的分布趋势。     

漂浮取水泵叶轮水力设计及内部流场数值模拟

为了研究漂浮取水泵内部流场分布规律,根据泵水力设计理论对叶轮进行了参数计算,基于Pro/E建立了叶轮和内部流场模型,利用FLUENT对内部流场进行了数值模拟,得到了漂浮取水泵的外特性曲线、压力和速度分布规律。结果表明:泵的功率曲线呈现驼峰状,效率曲线存在较宽的高效区;叶片受静压呈现旋转中心低,边缘高的总体趋势;泵叶片速度较大,隔舌和扩散管底部速度较小;在额定流量工况下,叶轮表面液流速度分布趋于均匀,流场分布较合理。研究结果可为优化叶轮几何参数、改善内部流场分布以及提高泵的效率提供一定参考。     

基于Fluent的核桃带式连续烘干机设计

目的：针对市场上缺少小型连续核桃烘干设备的现状,设计一种小型的核桃带式连续烘干机。方法：基于气固传热理论,建立烘干装置内部热流固耦合模型,并利用Fluent进行二维和三维仿真分析,获得烘干装置内部气体温度场的分布情况和核桃的温度场分布情况及变化规律;通过将烘干室的顶部由平顶改为有30°的角度倾斜,传送带两端的核桃掉落处改为圆弧过渡,箱体内壁用保温材料等措施,对机械结构进行优化设计,并搭建烘干试验平台,验证模型的有效性。结果：试验完成了最大烘干量为360 kg/h核桃带式连续烘干机设计,仿真优化之后烘干室内部压力场和温度场空间分布较均匀,烘干介质场层间的涡流消失,烘干室边界与内部中心位置温差很小,温度分布更均匀。结论：优化烘干装置结构可明显改善流场和温度场分布,提升烘干效果。     

基于FLUENT的管壳换热器壳程流场数值模拟与分析

通过简化管壳式换热器模型,采用非结构网格划分,选用κ-ε湍流模型,应用CFD软件FLUENT对壳程流体流动和传热过程进行了数值模拟,得到了不同折流板间距情况下壳程流体温度场、压力场以及速度场的分布情况。分析了折流板间距对壳程流体流场分布、换热器传热速率以及压力损失的影响,并得出了进口流速与传热量和压力损失之间的关系。模拟结果与理论研究结果相符合,对管壳式换热器的设计和改进有一定的参考价值。     

真空绝热板覆盖率对冷藏厢体内部温度场特性的影响

采用嵌套真空绝热板结构制作隔热壁板的冷藏厢体具有绝热性能优越、热导率低和节能效果明显的特点。考虑到嵌入不同覆盖率嵌套的真空绝热板,对冷藏厢体内部温度场特性的影响,利用计算流体力学方法,对试验冷藏厢体内部的温度场进行数值模拟,分析了VIPs不同覆盖率厢体保温效果和内部温度场均匀性的变化规律,并进行了试验验证。结果表明:冷藏厢体壁板嵌入真空隔热材料可以提高厢体绝热保温效果,改善内部温度场的均匀性。在相同制冷量的情况下,随VIPs覆盖率的增加,厢内平均温差最高下降40%,厢内平均温降可增加43%。当覆盖率增加到大于66%时,厢体内温度场的均匀性趋于稳定。     

Heat transfer properties of the numerical human body simulated from the thermal manikin

This paper seeks to predict the heat transfer properties of the numerical manikin. It also aims to establish a simplified clothing model based on computational fluid dynamics (CFD) to predict the temperature in air layers between thermal manikin and clothing under different environments. The field experiments of naked or clothed thermal manikin were conducted in a climatic chamber. The CFD method was employed to build a naked or clothed numerical manikin to simulate the field experiment. The distribution of temperature and the velocity field around the naked human body and heat transfer coefficients was simulated in the optimized numerical climate chamber with a temperature of 20°C and velocity of 0.05?m/s. The temperature in air layers entrapped in clothing on the torso of manikin was also predicted under the same environmental condition. The CFD results showed good agreement with that of the naked or the dressed thermal manikin experiment. It demonstrated that CFD could properly predict the heat transfer properties of indoor human and temperature distribution in the air layer between human body and clothing.     

ON the DESIGN of TRIPLE CONCENTRIC-TUBE HEAT EXCHANGERS1

A set of analytical equations for a triple-tube heat exchanger was developed. They allow for independent computations of bulk (cross-sectional area averaged) fluid temperatures at any axial location along the heat exchanger and are valid for parallel and counter flow configurations. the equations account for heat losses to the surroundings and are useful for design purposes. Mass flow rates, inlet fluid temperatures and heat transfer coefficients are input parameters required for temperature calculations. A simplified approximate equation for total rate of heat transfer, in terms of logarithmic mean temperature differences, was derived for well-insulated heat exchangers and tested with the analytical equations. A case study is presented and the computational procedure is discussed. Results obtained with the simplified total rate of heat transfer equation were in excellent agreement with those obtained with the analytical equations. Simulations show that the creation of an annular region within the inner pipe increases the overall heat transfer efficiency and reduces the heat exchanger length requirement by almost 25%.     

铸铁烘缸端盖散热计算及节能降耗分析

通过对烘缸端盖的有限元传热分析计算,发现烘缸端盖内外侧温差很小,烘缸端盖表面温度很高,故其热损耗很大.分析表明烘缸端盖外侧温度基本相同,因此将烘缸端盖的散热简化为-维热传导问题,也即化简为-大平板传热问题.本文给出简单算法分析了烘缸端盖温度场算法及其散热分析计算,并研完了加上保温板的端盖温度计算及散热分析.     

麦草浆黑液传热性能的研究

通过改变传热温差以及搅拌槽几何构型和桨叶转速等实验条件，研究了麦草浆黑液在不同物性、流变特性、流体动力学条件及流动空间几何特征下的传热特征，并且应用传统数学建模及人工神经网络方法，建立了麦草浆黑液相关的传热数学模型与评价指标，结果表明，上述因素对麦草浆黑液传热性能有深远的影响。     

基于晶体浓度分布的结晶过程放大研究

使用计算流体力学的方法,对不同大小流化床结晶器(FBC)内的流体动力学状态进行模拟。考察不同循环进料流速下,晶体颗粒在不同规模的结晶器内的悬浮状态,以此对结晶的放大过程进行分析。结果表明,晶体颗粒大小相同的情况下,结晶器中的晶体浓度分布基本取决于流化床内流体流动的能量。     

流态冰预冷西兰花温度场数值模拟

目的:解决流态冰预冷包装过程中较复杂的问题，为流态冰在果蔬贮运、保鲜等方面的应用提供依据。方法:以西兰花为研究对象，建立流态冰预冷西兰花的传热模型，应用CFD模拟流态冰在预冷和贮藏西兰花过程中，温度场和冰晶颗粒状态变化，分析流态冰冰晶体积分数与流态冰质量占比对西兰花预冷和贮藏温度的影响，并进行验证实验。结果:冰晶体积分数越大，冰晶颗粒分布越均匀，预冷均匀性越好；当流态冰质量占比为100%时，流态冰可满足预冷温度要求。结论:调整流态冰的体积分数和质量占比，减少包装内部上层空间冗余，可提升西兰花预冷效果，延长贮藏时间。     

麦草浆黑液传热性能试验

研究了麦草浆黑液在搅拌槽内的传热性能，本文通过改变传热温差以及搅拌槽几何构型和桨叶转速等实验条件，研究了麦草浆黑液在不同物性、流变特性、流体动力学条件及流动空间几何特征下的传热特征。结果表明：上述因素对麦草浆黑液传热性能有显著的影响，进而为麦草浆黑液加热降粘方法的深入应用作一些理论铺垫，也对进一步研究非牛顿流体的传热性能起一定的指导作用。