转筒干燥器抄板的数值模拟

采用离散单元法研究转筒干燥器抄板形式及转筒转速对颗粒混合程度的影响。抄板形式和转筒干燥器转速在不同程度上影响颗粒的混合。相同转速下,转筒干燥器内设组合抄板时混合较优。     

带格构钢筋混凝土叠合板的数值模拟与格构钢筋作用分析

文章通过比较叠合板拼接构造试验的数值模拟计算结果与实验数据,验证了该有限元模型的可靠性;通过一个双向板算例,分析了格构钢筋在叠合板受力过程中起到的作用。结果表明:采用界面单元和脱层分析来模拟叠合板是可行的,计算结果与试验结果拟合良好;格构钢筋对于叠合板在正常使用状态下的承载力有明显提高,且板的延性有所增加。     

新型板壳式换热器壳程流动与换热的数值模拟

提出一种新型的板壳式换热器,建立2种不同板束截面形式的换热器模型,利用FLUENT软件对壳程流体的流动和换热进行数值模拟,从多个方面对板壳式换热器壳程湍流流动与强化传热进行了探讨。模拟结果表明,由于换热板片特殊的蜂窝结构,靠近板片壁面的流体产生了明显的周期性波浪式流动,这种流动加剧了流体的湍流强度及边界层的扰动,起到了壳程强化传热的效果。对于2种不同截面形式的换热器,圆形截面形式的换热器壳程空间利用率较高,流体流动充分,热交换效果更好,在同流量下,其壳程对流换热系数比方形截面形式的高35%—40%,压降高17%—19%,单位压降下的壳程对流换热系数高15%—19%。该数值模拟结果对板壳式换热器的研究具有一定的理论意义和工程实用价值。     

双管板换热器中内管板与换热管胀接实验与数值模拟

选取正确的双管板换热器组装工艺,通过胀接工艺选定实验和有限元数值模拟两种方法确定管板与换热管的液压胀接压力,结果表明,采用有限元数值模拟方法确定液压胀接压力切实可行,在类似产品上可以代替胀接工艺选定实验。     

回转干馏炉内颗粒间传热特性的数值模拟

将离散元方法与颗粒热传导模型相结合,研究了页岩灰颗粒与油页岩颗粒在回转干馏炉内的混合传热过程,采用混合指数、颗粒平均温度和温度标准偏差作为评价混合传热效果的指标,分析了填充率、炉体转速、油页岩粒径及抄板形式对颗粒间混合传热特性的影响规律。结果表明,炉体转速和油页岩粒径是影响颗粒混合传热效果的主要因素,而填充率和抄板形式对混合传热效果的影响相对较小。当炉内未设抄板时,随着填充率和油页岩粒径的增大,颗粒间分层现象使混合传热效果变差,而随炉体转速的提高传热效果呈现出先增强后减弱的趋势;设抄板时,抄板形式对炉内颗粒间的混合起到不同程度的扰动作用,从而使传热效果得到显著改善。     

折流板换热器壳程流场数值模拟与结构优化

基于多孔介质与分布阻力的概念,采用FLUENT软件对单弓形折流板换热器的壳侧流场进行了三维数值模拟,模拟结果与实验结果吻合较好。在此基础上针对折流板换热器壳程压降大、能耗高、存在传热死区等的缺点提出了壳程流场的改进方案,通过数值模拟可以看到壳程流场改进后不仅具有压降低、场协同性能好、基本无传热死区等特点,而且在一定程度还提高了管束抗流体诱导振动的性能。     

折流板换热器壳程湍流流动与换热的三维数值模拟

利用FLUENT软件对折流板换热器壳程湍流流动与换热进行了三维数值模拟。得到了折流板换热器的温度场、速度场、质点迹线图、压降分布图等。根据模拟得到的结果,从多个方面对折流板换热器壳程湍流流动与强化传热进行了有益的探讨。     

基于离散元方法的高碱煤灰沉积过程数值模拟研究

针对锅炉燃用高碱煤产生的受热面积灰问题,以流化床锅炉对流过热器为研究对象,采用离散元方法（discrete element method）建立黏性颗粒碰撞黏附模型,对过热器对流受热面的积灰过程进行数值模拟。分别研究了烟气流速、颗粒粒径、烟气温度以及壁面温度对积灰特性的影响规律。模拟结果表明：烟气流速增大、颗粒粒径减小会导致颗粒的碰撞率上升、捕集率下降;烟气温度和壁面温度提升时,颗粒表面能上升,导致颗粒捕集率上升,且壁面温度的影响更为显著;不同工况下最大积灰厚度、沉积物形状变化较小。     

基于ANSYS的管道补强板的模拟与分析

在管道运行过程中,可能会出现由于腐蚀泄露或者检测到剩余壁厚不足的情形,从而需要给管道进行补强,增加补强板会影响该区域受力情况,容易产生应力集中点,应力值过大将会超出管道的许用应力,给安全生产带来严重威胁。补强板的结构、形状会影响应力分布情况,因此研究管道补强板的不同结构、不同形状在不同管道内压下的应力分布非常重要。     

板泡式换热器对流与导热耦合换热的数值模拟

由于在结构和强化传热方面的优越性,开孔泡沫金属在换热器行业中具有很大的应用潜力。为了探究板泡式换热器的强化传热机理,建立了泡沫金属微尺度几何模型,采用商业软件Fluent 12.1对板泡式换热器内流体流动进行了数值模拟,通过计算其速度、温度和压力分布,分析了换热器内对流与导热的耦合换热情况。研究结果表明:泡沫金属复杂的三维立体结构强化了流体的扰动,增强了二次流,起到了强化传热的作用;泡沫金属与流体分界面分别采用恒壁温和耦合换热2种边界条件时,其温度分布呈现不同特点,耦合换热边界条件更能真实反映实际温度分布情况;去除进口效应的影响,中间段流体的压力梯度随单胞模型呈周期性变化。这为板泡式换热器的设计提供了一定的依据和指导。     

粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的长期变形性能试验研究与数值模拟

为了研究实际工程中粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的长期变形性能,从而为加固梁在长期使用过程中是否满足结构的正常使用极限状态提供判断依据,并解决长期试验操作难度大、时间跨度长的问题,进行了粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的加固以及粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁在持续荷载作用下的长期变形试验,建立了用于计算粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的长期变形的非线性有限元模型。数值计算结果与试验结果吻合较好。利用该模型对粘贴不同厚度CFRP板的加固梁的长期变形进行了数值计算,结果表明CFRP板对加固梁的长期变形的影响不明显,其总变形的减小主要来源于CFRP板对瞬时变形的约束。     

烟管与管板连接结构的焊接残余应力数值模拟

为了研究烟管与管板连接处环向裂纹产生的原因,文章基于ANSYS软件中的APDL语言、单元生死技术以及热-结构间接耦合法对烟管与管板焊接结构的焊接温度场、应力场进行了三维数值模拟,获得了焊接残余应力的大小与分布规律,并对模拟结果进行了详细讨论.模拟结果表明：在焊缝区环向应力较大,容易造成焊缝环向开裂而失效;相邻焊缝的焊接对环向焊接残余应力大小与分布规律影响显著.     

新型螺旋斜板沉淀设备的模拟与验证简

利用FLUENT对新型螺旋斜板沉淀装置的运行工况进行了数值模拟,分别研究进口颗粒体积分数及进口流速两种不同因素的不同工况对沉淀池沉淀效果的影响,通过对小孔处体积分数以及悬浮物的去除率可以看出螺旋斜板的沉淀效率,模拟结果表明它具有很好的去除效率.为了检验螺旋斜板沉淀装置实际的沉淀效果,以及验证模拟结果,进行了相关的实验研究,用来验证模拟的正确性和实际的沉淀效果.实验结果与模拟结果良好的吻合,并且沉淀装置的去除率很高.     

梅花孔板纵向流换热器壳程流动与传热的三维数值模拟

基于梅花孔板纵向流换热器的三维物理模型,采用RNG k-e湍流模型,对其壳程流动与传热特性进行了数值模拟,以空气为工作介质,考察了孔板开孔率y=0.148, 0.18和0.214的换热器在雷诺数Re=4000~12000范围内的传热和压降. 结果表明,流体流过梅花孔后产生贴壁射流,射流的卷吸和二次流作用有利于流体的混合与传热. 换热器壳程平均努塞尔数Nu和单位长度压降Dp/lz均随开孔率y和折流板间距L减小而增大;与相同条件下弓形折流板换热器相比,在研究范围内,该流换热器的Nu提高了14.9%~52.88%,Dp增减幅度为152.85%~-16.62%,综合性能系数PEC为1.03~1.44,适当增大开孔率y和孔板间距L可提高换热器的综合传热性能.     

基于LBM-DEM的鼓泡床内气泡-颗粒动力学数值模拟

将修正后的格子Boltzmann方法（LBM）与离散单元法（DEM）相结合,建立LBM-DEM四向耦合模型对单口射流鼓泡床中气泡运动进行模拟。其中,流体相采用格子Boltzmann方法中经典的D2Q9模型,颗粒相求解采用离散单元软球模型,颗粒曳力求解采用Gidaspow模型,流固耦合基于牛顿第三定律。应用Fortran语言编程对上述模型进行求解,模拟得到了鼓泡床内气泡演化过程,并与相关实验进行对比,有效验证了当前模型的准确性。同时,分析了床层内颗粒速度、颗粒体积分数以及能量分布。结果表明：颗粒时均速度分布不仅能体现颗粒运动强弱,也可以反映气泡运动过程;床内空隙率与颗粒体积分数分布在预测床层膨胀高度上具有高度的一致性;初始堆积效应使得床内颗粒势能始终大于颗粒动能;随颗粒密度增加,势能增大,动能逐渐减小。     

基于CFD-DEM方法的净化器流场模拟与结构优化

针对空气净化器能耗高的问题,使用离散元方法(DEM)在吸附滤网中建立随机堆积柱形活性炭模型,采用计算流体力学(CFD)方法对空气净化器内部流场进行数值模拟,在模拟与实验验证的基础上,考察了压降最小、流场最均匀的吸附滤网结构。结果表明,空气净化器压降主要发生在轴向,活性炭吸附滤网中回流、沟流现象严重,流体阻力是其他两种滤网的3倍。边数对多边形填充孔结构吸附滤网内压降与流场均匀性无影响,当孔结构改为圆形时,压降减小约52 Pa,节能18.4%(49 W);当孔直径由8 mm增至12 mm,压降减小约48 Pa,节能19.4%(45 W);滤网间距对空气净化器压降无影响,圆形、小孔径的吸附滤网内流场最均匀。     

基于CAE模拟的注塑成型浇口设计优化与应用

利用Moldflow软件建立仿真平台,对聚丙烯材质遥控器外壳的注塑加工进行了模拟,主要评估了浇口位置、数量和浇口横截面积对制件翘曲变形量的影响。通过正交试验模拟发现:浇口位置、数量和横截面尺寸均会对聚丙烯材质遥控器外壳的翘曲变形量产生影响,当在模具长短边各设置1个浇口时,有利于降低制件的翘曲变形量;随着浇口横截面尺寸增加,相应制件的翘曲变形量降低。模拟仿真结果表明:当浇口横截面为梯形,短边边长为5 mm,长边边长为6 mm,高为7 mm,且浇口数量为2个,分别位于模具长边中心和短边中心时,相应聚丙烯材质遥控器外壳的总翘曲变形量最低,为0.932 mm。     

基于3D打印技术的内伸舌叶球形填料的结构设计与数值模拟

为改善目前化工单元操作中散装填料存在壁流、沟流、填料架桥及空穴等现象使填料塔整体传质效果受到影响的问题,将自分布填料的概念引入新型填料的研发过程中,对传统的球形填料结构进行优化改进,设计了一种功能复合化的新型内伸舌叶球形填料。并结合3D打印技术、CFD数值模拟技术对填料的综合性能进行合理评价。