橡胶微波加热硫化的有限元分析

运用有限单元法求解Maxwell方程和传热方程,并采用ANSYS有限元软件计算和分析橡胶传统的热量由外向内传递的加热过程和微波加热过程。结果表明:微波加热硫化橡胶加热时间短,效率高;橡胶内的电场强度分布、焦耳热密度分布和温度分布都不均匀;随着微波加热时间的延长,胶料内的温度提高,但处于较高硫化温度的胶料范围几乎无变化。     

波导对橡胶微波加热硫化的影响

采用ANSYS有限元分析软件分别模拟橡胶在圆波导和同轴波导两种模式下的微波加热硫化过程。结果表明:同轴波导模式下胶料的微波加热效率低于圆波导模式,但同轴波导模式下胶料经微波加热后,胶料的最高和最低温度的差值较小,即同轴波导模式下加热胶料内的温度分布较均匀。     

微波电场对高凝原油体系中分子性质的影响

为进一步提高微波作用效果,采用分子动力学模拟方法,重点研究了微波场对高凝模拟油体系的影响.分析了高凝油的性质与其分子之间的内在联系以及微波电场对高凝油性质的影响规律.结果表明,微波电场强度和频率对原油性质有很大影响,在适当电场强度下,电场的加入阻碍了分子运动,抑制了石蜡分子的聚集,使得体系黏度降低.每种物质对微波的响应...     

电场分布对R123沸腾换热的影响

采用6种不同电极布置方式,进行了不同电势和热流密度下的R123池沸腾换热的试验研究。通过数值分析,计算了不同电极布置下换热面上的电场强度及分布。不同的电极布置,会导致换热面上电场强度和电场均匀性两方面的变化。结合试验和电场分布的计算结果,分析了电场均匀性、电场强度、热流密度与沸腾换热效果之间的关系。结果表明,在低热流密度下,电场分布对沸腾换热影响较大;而在高热流密度下,影响较小。电水动力学（EHD）强化换热效果是电场强度和电场均匀性综合作用的结果。     

喷头形状对离心静电纺丝电场影响的模拟分析

摘要：为研制更理想的纺丝喷头以提高离心静电纺丝效率及纺丝纤维质量,针对旋转盘式离心静电纺丝设备,使用有限元分析软件ANSYS模拟了不同形状纺丝喷头在相同加载条件下的电场分布。对现有O型喷头模拟了喷头高度、外端面直径以及喷头相对于底板高度的改变等对电场的影响,并对设计的新型E型喷头,模拟了喷头高度以及外端面弯曲程度对电场的影响。结果显示,当喷头高度值越小、外端面直径越小、距离底板越近、外端面弯曲程度越小时,喷头附近电场分布效果越理想。     

胶料热物性对微波加热硫化温度场的影响

采用闪光导热分析仪和差示扫描量热仪对异戊橡胶(IR)在硫化过程中的热物性参数进行测量,得出热导率和比热容随温度的变化规律。同时采用ANSYS有限元分析软件对IR进行三维建模,并对其微波加热硫化过程进行数值模拟,得到热导率和比热容恒定或随温度变化等4种情况下胶料内部的焦耳热密度分布和温度分布。结果表明,热导率变化对胶料温度分布影响不大,而比热容变化的影响较大。     

微波电场对甘油水溶液体系中氢键的影响

通过分子动力学模拟考察微波电场对不同水含量甘油溶液中氢键的影响。研究发现：甘油含量高时,甘油分子在溶液中以较大的团簇结构存在,水分子以较小的团簇结构或游离状态存在,电场作用下,大的甘油分子团簇变成较小的团簇并且变得更加有序;随着电场强度继续增加,甘油分子整体结构变化不大,但是团簇结构边缘甘油分子氢键断裂,变成游离状态。对于水分子而言,其较小的团簇结构在电场作用下被打开,团簇结构消失,水分子在电场方向上整齐排布,且电场强度继续增大,其结构变化不大,同样个别水分子氢键断裂变成游离状态。因此,甘油浓度高时,水分子间氢键数减少,甘油分子氢键数先增大后略微减少;甘油浓度低时,水分子氢键数先增大后略有减少,甘油分子间氢键减少。     

微波裂解腔体波导管馈口分布对废旧橡胶裂解的影响

在废旧橡胶的微波裂解腔体上设置4个波源和相应波导管,使用HFSS软件建立微波裂解模型,对裂解腔体上波导管馈口的分布方式和间距进行电场分布和微波能损耗分析。结果发现,微波裂解腔体上相邻波导管馈口中心间距为150 mm且波导管馈口呈正交分布时,相邻波源之间相互干涉最小,废旧橡胶裂解的微波能有效利用率最高,微波能反射损耗最低。本仿真结果可为废旧橡胶微波裂解腔体设计提供依据。     

熔体静电纺丝的电场分布及其对PET纤维成形的影响

借助ANSYS软件模拟聚对苯二甲酸乙二酯(PET)熔体静电纺丝在不同参数(纺丝电压、接收距离、接收板面积)条件下的电场分布,探讨电场分布对熔体静电纺丝PET射流运动与纤维形貌的影响。结果表明,在单喷嘴–平板结构模型中,提高纺丝电压将增强整体空间电场强度,使电场对PET熔体射流的控制力加强,PET熔体射流的摆动半径减小,当纺丝电压由24 k V升高到30 k V时,摆动半径由11.7 mm减至9.9 mm,而摆动角增大,由10.1°增至11.2°,PET纤维直径显著减小,由3.275μm减至2.202μm;接收距离的改变对接收板表面电场的影响显著,随着接收距离的增加,PET射流的直线段比例明显下降,当接收距离由50 mm增加至90 mm时,PET熔体射流的直线段比例由68.0%减至54.0%,PET纤维直径在适中接收距离(70 mm)下表现较细,可达2.184μm;接收板面积的减小加强了对PET熔体射流的控制,使PET熔体射流直线段比例显著增加,当接收板面积由15 cm×15 cm减小至10 cm×10 cm时,PET熔体射流直线段比例由68.0%增加至82.6%,摆动半径减小,由9.9 mm减至4.2 mm,沉积角因PET熔体射流贴服接收板而减小,由12.2°减至9.1°,PET纤维直径稍有增加,由2.202μm增加至2.537μm。     

橡胶的微波硫化技术研究进展

介绍了微波硫化技术的原理与研究现状,简述了微波连续硫化装置的发展情况,然后着重介绍了微波硫化在目前橡胶工业中的主要研究应用,特别是在橡胶封条、橡套电缆以及轮胎硫化中的应用,并展望了微波硫化技术在橡胶行业中的发展前景。     

内压式中空超滤膜组件的流场分布分析

利用水力学的相似原理,建立了内压式中空超滤膜组件死端过滤时的简化模型,运用流体力学Fluent软件模拟了该组件的内部流态,分析了组件内部总压和径向速度沿流程的分布,讨论了组件不同产水位置内部的流场分布,得出了膜组件的较优产水位置为产水位置1。     

电场作用下基面液滴蒸发与内部流动数值模拟

为探究电场强化基面液滴蒸发的原理,本文采用有限元方法,对外加电场作用下的固体基面上液滴的蒸发过程进行了数值模拟,对比了不同电导率液滴的蒸发过程,分析了电场、液滴蒸发速率和内部流动的影响及其成因,以及液滴在电场作用下的内部流动与液滴传热传质的关系,结果表明,电场力的作用能够显著强化液滴内部的流动,对液滴的传热传质具有促进作用。此外,本文分析了温度对电场下基面液滴蒸发及内部流动的影响,发现温度对电场、液滴内部流动及蒸发的强化作用也有着较为明显的影响：对于电导率较低的纯水液滴,当电场强度低于和高于临界值6kV/cm时,温度对电场强化液滴内部流动和蒸发的影响有所不同;对于电导率较高的盐酸液滴,温度对电场强化液滴内部流动和蒸发的影响随电场强度升高均较大。本文为发展高效静电喷雾冷却技术提供了研究基础。     

橡胶微波-传统联合加热硫化研究

运用ANSYS有限元分析软件,对圆波导模式下橡胶的微波-传统联合加热硫化过程进行仿真模拟,并与微波加热硫化过程进行对比。结果表明:仅采用微波加热方式,硫化胶内部温度较高,外部温度较低;而采用传统加热与微波加热相结合的方式,加热一定时间后,胶料内外能够同时被加热,胶料内部的温度梯度较小,内部温度分布较均匀。     

新型轮胎加热硫化技术的研究进展

介绍3种新型硫化加热技术,即微波加热硫化技术、辐射加热预硫化技术和电磁感应加热硫化技术在轮胎硫化中的应用研究进展以及3种加热硫化技术的优缺点。指出随着金属内模的不断发展,电磁感应加热硫化技术发展优势明显,两者结合应用有望将我国轮胎硫化技术提升到一个新阶段。     

橡胶非等温硫化工艺的数值模拟

分析硫化工艺,以控制体/有限元为基础,对硫化过程的热扩散方程和硫化反应方程进行离散,建立控制方程组并编写代码进行数值模拟。结果表明:数值模拟结果与文献数据相一致。通过橡胶硫化工艺模拟可得到橡胶制品内温度和硫化度分布图,并以此优化硫化工艺,降低橡胶制品不均匀的温度场和硫化度场,有利于减少橡胶制品变形并提高其硫化质量。     

非均匀电场下乳化油中液滴变形动力学行为

外加电场下液滴的变形动力学行为是乳化液电脱水机理研究的重要内容。基于Cahn-Hilliard方程的相场方法,建立了液滴在非均匀电场下的仿真模型,研究了电场作用下乳化液中液滴在形变、移动和聚结过程中电荷密度和电场力的分布规律,以及流场和电场的耦合作用。仿真分析了液滴粒径、电场强度以及电场非均匀系数对液滴运动行为的影响。利用实验室小型脱水系统开展了乳化液脱水实验,并通过高速摄像机对乳化液中液滴的运动行为进行了观测与分析。研究结果表明,在非均匀电场中液滴表面的极化电荷分布不均,由液滴中部向两端逐渐增大,在靠近电场集中方向处的电荷密度和Maxwell应力值最大;在一定范围内增大电场强度、电场非均匀系数或液滴粒径,可使液滴形变量增大,液滴向电场集中区域的移动速度以及液滴间的聚结速度增加。     

涡流管内流动与传热数值模拟

引言 涡流管具有结构简单、无运动部件、运行可靠、系统体积超小等特点,在有特殊要求冷却或制热需求的领域,有着极为广泛的应用前景[1].尽管涡流管结构极为简单,但是发生在涡流管内部的能量分离现象则极为复杂,至今仍没有一种精确的理论能够解释其能量分离机制.