基于Fluent仿真的流延辊流道设计研究

在流延薄膜的生产过程中,熔融聚合物从模头挤出后在流延辊上冷却的过程对流延薄膜的质量起着至关重要的作用。选取双进双出的矩形截面螺旋形流道的流延辊为研究对象,在利用F luent对其换热过程进行数值模拟仿真的基础上,分析研究流延辊的流道结构和尺寸参数对流延辊换热能力的影响,所得结果可为合理设计流延辊的结构、优化流延辊的参数提供指导。     

流延辊出水腔结构优化仿真研究

为了获得高质量的薄膜,需对流延膜的冷却机理、流延辊的工作原理、流延辊内部流道结构等进行研究。对现有单向螺旋流动式流延辊内部冷却水流动情况进行了仿真研究,发现在现有结构条件下流延辊内部有多个影响流动的旋涡区,特别是在流延辊出水腔处有一较大环流流动,严重影响了冷却水快速流动。为了降低流延辊流动阻力,首先提出在出水腔添加导流叶片的初始优化方案,结果表明,在出水腔添加导流叶片的优化方式可有效改善现有流延辊的送水能力;随后对导流叶片进一步优化,采用扇形结构的导流叶片,使得优化结果更好。最后扇形导流片的优化方案相比于原有结构,其进出口总压损失降低了6.1%,每小时送水量增加了66.3 t。     

流延法生产塑料薄膜传热过程数值模拟

对流延法生产塑料薄膜的传热过程进行了数值模拟,得到了流延辊内壁温度分布及塑料薄膜温度随时间变化曲线。在进行流延辊辊体设计时,可以忽略辐射及空气对流的冷却作用而按照稳态问题进行计算;流延法生产塑料薄膜的冷却速率决定于空气夹层厚度及辊面温度,并指出了提高塑料薄膜质量及提高塑料薄膜生产速率的方法。     

走向成熟的国产流延薄膜设备

流延膜是通过熔体流延骤冷生产的一种无拉伸、非定向的平挤薄膜，有单层流延和多层共挤流延两种方式。与吹膜相比，其特点是生产速度快，产量高，薄膜的透明性，光泽性、厚度均匀性等都很出色。同时，由于流延膜是平挤薄膜，其后续工序，如印刷，复合等都极为方便，因而被广泛应用于食品，医药用品，纺织品、鲜花，日用品的包装。     

塑料薄膜在流延辊上冷却过程的数值模拟

用Fluent软件对塑料薄膜在流延辊上的冷却过程进行了数值模拟,分析了塑料薄膜在流延辊上的冷却机理及塑料薄膜、冷却水、流延辊之间导热、对流、辐射综合的非稳态传热过程,得到了塑料薄膜及流延辊辊面温度的变化规律以及塑料薄膜冷却速率的主要影响因素。实际应用结果表明:该研究能为流道参数的优化及流延辊结构的合理设计提供指导。     

两组同轴相向撞击流反应器流场的仿真研究

利用Fluent软件对两组同轴相向撞击流反应器内的流场进行了模拟,研究了在不同流速下两组同轴相向撞击流反应器内的流场结构。模拟结果表明,随着进口速度的增加撞击区逐渐扩大,并使其周围形成的漩涡更加密集,涡流现象更为明显,产生了更大的速度梯度。同时,湍流强度随进口速度的增加变化明显,相对湍流强度增强,更有利于反应器内的湍动混合。     

基于Polyflow的塑料流延模具设计与仿真分析

针对在塑料流延模具设计过程中部分参数需要通过实验才能够确定的问题,运用有限元分析软件Polyflow,通过仿真分析得到了需要反复实验才能够确定的模具结构参数数值,同时经过实验验证了仿真分析所确定的模具结构参数数值的合理性,得到合理的模具结构,保证了流延膜的产品质量。结果表明,使用CAE技术对塑料流延模具进行辅助设计,可以保证模具设计的质量,缩短开发周期,降低开发成本。     

影响流延成形陶瓷基板的质量因素

流延成形是生产陶瓷基板的主要成形方法。笔者在长期的流延生产实践中,总结出影响陶瓷基板成形的质量因素:流延浆料质量、流延机的控制精度及其流延工艺。     

高含量PANH4水基氧化铝流延工艺的研究

以高浓度(～33.3％)的聚丙烯酸铵(PANH4)为基础有机载体,以阿拉伯树胶与醋酸乙烯酯/乙烯共聚胶粉作为塑性剂制备了水基氧化铝浆料.通过流延成型法制备了氧化铝基片.在浆料流变性研究的基础上,重点考察了塑性剂含量和配比对流延生料带拉伸强度及其烧结特性的影响.结果表明:该体系浆料具有良好的适于流延的流变特性.AG与胶粉的加入明显改善了流延生料带表面开裂情况及其成膜性能.当AG与胶粉配比为1∶1、总添加量为8wt％时,流延生料带拉伸强度达到最大(～3.09MPa).氧化铝基片的体积密度随着塑性剂含量的增加而逐渐降低,其中经1650℃烧结保温2h的基片表面光滑、结构致密.     

水系流延氧化铝陶瓷基片的研究

采用水系流延成型法制备96氧化铝陶瓷基片.研究了四种不同类型的分散剂对96Al3O2浆料稳定性的影响.通过优化pH值和分散剂用量等因素,使浆料的稳定性达到最佳,获得固相含量高达83wt%的适合流延的96Al2O3水系浆料.以该浆料为原料,采用聚乙烯醇(PvA)、乳胶B-1070和PVA+B-1070复合粘接剂体系水系流延成型96Al2O3薄膜做比较.研究了不同粘结剂对流延工艺以及对流延坯片的影响.实验结果表明:不同种粘结剂加入后浆料的黏度和屈服值随PVA量的增加而增大,使得浆料的铺展性好;发现使用不同粘结剂对流延坯片的缩聚和干燥具有重要的影响.以复合粘结剂20wt%PVA+80wt%B-1070为粘结剂的流延素坯在1600℃保温2小时烧结能获得相对密度达97%以上(3.73g/cm3)的96Al2O3基片.     

旋流燃烧室内冷态和热态流场的三维数值模拟分析

采用RNGk-ε湍流模型以及有限化学反应速率涡破碎模型(Eddy break up)对Allied Signal公司75 kW微型燃气轮机旋流燃烧室内冷态和热态时气流三维流动过程进行了模拟计算。结果表明,燃烧室火焰筒内热态时与冷态时的流场相似,烧室火焰筒内都有3个回流区,3个回流区的存在将有助于燃料的连续点火和火焰的稳定;燃烧室内热态三维流场的中心回流区长度小于冷态时的中心回流区长度,气流的轴向速度也大于相应的冷态轴向速度,而且掺冷孔空气射流对环向速度分布的影响小于冷态时的影响。     

双波纹板管式换热器流场的数值模拟

介绍了一种用于气气交换的错流式双波纹板管式换热器,它具有单位体积换热面积大,结构紧凑、稳定性好以及换热系数高等特点.运用Fluent软件.对不同尺寸的双波纹板管式换热器的流场进行了模拟,经过分析对比得到换热效果最佳时双波纹板片的形状.研究结果表明,换热板片上双波纹的波幅、周期和板间距决定了板式换热器的换热效果和压降等.     

闪蒸干燥器气相流场的模拟研究

针对目前旋流闪蒸干燥器的气相流场存在的一些问题,应用FLUENT6．0软件进行模拟,对平底、带叶片的旋流闪蒸干燥器的气相流场分布进行数值模拟和实验研究。并用实验数据对模拟结果进行了验证,取得了很好的一致性。同时,针对带气体分布器的闪蒸干燥器进行了模拟研究,分别对圆管形、圆锥形、方管形分布器进行模拟分析。结果表明,方管形干燥器能够使切向速度分布更加均匀,从而提高干燥能力。     

立式循环撞击流反应器三维流场的数值模拟

利用Fluent软件对立式循环撞击流反应器三堆流场进行数值模拟和分析.立式循环撞击流反应器内速度场和压力场分布关于撞击面对称,证实了驻面的存在,导流筒外侧和撞击面边缘存在死区;由于导流筒对流体引导作用,撞击区水平面x轴上速度最大的点出现在导流筒近壁面位置;定义了表征不同撞击流初始速度下混合效率无量纲系数k,且k值随撞击...     

循环旋风分离器内流场的数值模拟

采用CFD模拟软件Fluent6．2提供的雷诺应力模型（RSM）对循环旋风分离器内的流场进行了数值模拟研究,并与实验结果进行了比较,模拟结果与实验结果基本吻合。结果表明,循环旋风分离器特殊的流路设计,提高了内部流场的对称性,规整了气流,减少了紊流的产生,降低了设备的压降。时局部涡的分析,为进一步了解循环旋风分离器的分离机制和优化结构提供了参考依据。     

闭式涡轮搅拌器搅拌釜内流场的数值模拟

利用计算流体力学(CFD)软件Fluent,对某工程实例的闭式涡轮搅拌器的内腔流场进行了三维数值模拟,分析了其流场的流动情况,包括正常工况下的流型、速度场分布情况,研究了搅拌器对物料流动特性的影响。计算结果表明,闭式涡轮搅拌器使釜内流场同时产生明显轴向流动和径向流动,搅拌混合效果良好,能够实现釜内物料的充分混合。     

机械密封流体润滑稳定流动场的数值模拟

分析机械密封面间隙内流动的特性,利用有限元软件ANSYS 8.0对间隙中流体的稳态二维流动场进行了数值模拟,得到了间隙中液膜的压力分布及速度场分布云图,进而计算出泄漏量。     

离心式气液分离器内流场的数值模拟与结构优化

基于计算流体动力学(CFD)方法,采用Gambit建模,利用Fluent软件,对常规立罐式离心气液分离器进行了模拟仿真。通过流场分析可以看出,流场对称性很差,底流出口附近气体含量较多,说明气液分离效果不好。通过结构优化,包括将底流出口改为正下方排液,单入口改为双入口结构,减小罐体直径,溢流管伸入分离器内部入口管之下,以及将分离器下端改为锥形结构等,改善分离器内部流场的轴对称性及气相体积分数分布情况,并提高分离器的净化程度。     

调节阀流场CFD数值模拟与流道优化

应用三维建模软件对某一广泛应用的套筒型调节阀内部流场建立模型,通过前处理器生成计算网格,应用CFD软件进行离散求解,得到调节阀内部流场的可视化图形,数值模拟不同开度下流量,得到调节阀的流量特性曲线,并与试验测定的数据进行比较分析。结果表明,模拟值与试验值吻合较好,并对流道进行了结构优化,获得了能耗更低的流道结构。     

基于Fluent的流场数值模拟在制脂釜设计中的应用

基于Fluent平台,采用多重参考坐标法(MRF),以2#通用锂基润滑脂为工作介质,对桨框组合式双向搅拌脂釜内流场进行数值模拟。考察应用内外双向搅拌方式以及变形折叶桨时,制脂釜内宏观流场的分布特点,分析了折叶角θ、桨间距l和搅拌转速ω等参数的变化对流场的影响。结果表明,双向搅拌和变形折叶桨明显改善了物料流动状况;折叶角θ取45°时产生的流场分布较22°、60°更优;当桨间距l在(0.16~0.24)D范围内取值对流动特性和搅拌功率影响不大;内桨搅拌ωi转速高于200r/min后,提高转速无益于流场改善。