气力输送中旋风卸料器的数值模拟

采用RSM模型、以SIMPLEC算法对下旋型卸料器的三维两相流场进行了数值模拟,结果验证了算法的可靠性,为气力输送装置的优化设计打下了基础.研究还发现:卸料器内的流场呈Rankine双涡结构;由于中心低压区的存在使得气流轴向滞流或回流;筒体与锥体相交处的上部有脉动螺旋环存在,故分离低密度或小粒径的颗粒时宜采用较小的锥角.     

悬浮式气力输送颗粒（群）运动微分方程数值解

本文用四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ法对悬浮式气力输送单颗粒及颗粒群［简写为颗粒（群）］运动微分方程进行了数值解；利用计算机计算出颗粒（群）运动时间、距离及速度三者的变化关系；从而解决了运动微分方程解析解复杂和绝大部分情况无法求出解析解的缺陷。为颗粒（群）运动微分方程的应用及颗粒（群）运动规律的研究提供了一条新的途径。     

仓泵式气力输送小麦颗粒流化特性数值模拟

为探索仓泵式气力输送罐体及引出管内小麦颗粒的流化特性,利用Solidwoks软件建立等比例发送装置三维模型,采用Fluent软件对输送压力为0.3 MPa时的发料过程进行模拟,并利用CFD-Post软件进行数据后处理。以引出管入口端面中心处为测量点,测得前0.4 s小麦颗粒平均湍流强度为0.24。发料过程中,引出管入口处的压力及颗粒速度分别下降17.1%和6.18%,出口处的压力及颗粒速度分别下降25.9%和6.1%;出口处的压力相对入口处下降97%,颗粒速度相对入口处增加17.3%。最后时刻入口处及出口处的气相速度分别增至26.12 m/s和20.13 m/s,整体发料过程颗粒平均湍流强度为0.11。研究为气力输送小麦流化设备的设计提供理论依据。     

管内气力输送数值模拟概述

目前关于管内气力输送的计算方法可分类如下:(1)经验理论系数化系数化+运动方程式(2)欧拉型(连续体理论)(3)粒子追踪型忽略流体对粒子的影响考虑流体对粒子的影响 (.l)统计力学理论(玻尔兹曼方程式) 其中(1)法为当前气力输送装置设计的主要方法。这种方法研究时间较长,实际应用比较成熟。但这种方法是一维的,不能充分地了解管内部的流动状态。因而需要大量的实验数据作为依据,才能进行气力输送的计算。这无疑增加了研究成本。(2)法是基于欧拉方程和Navicr一Stok。方程式用流体力学的手法扩张到粒子分散系,把固相看作为连续体。它假设微粒子…     

气力输送过程中的粮食颗粒破碎问题

介绍了粮食颗粒在气力输送过程中的破碎机理,影响粮食颗粒破碎的各种因素。通过调节可调式拉法管的喉径以及各压力参数实现了输送参数的相对最优,在一定程度上减轻了粮食颗粒在输送过程中的破碎率。     

基于Fluent的小麦气力输送数值模拟研究

为研究小麦长距离气力输送,在欧拉-欧拉模型的基础上,结合颗粒动力学和Gidaspow曳力模型构建小麦直管输送气固两相流模型,用Fluent软件对小麦输送进行数值模拟。结果表明,小麦颗粒流化后进入直管,颗粒在流场中受到重力以及曳力的影响下,在管道下方堆积成高浓度区域,体积分数为37%,随着输送风速的增大体积分数减小;小麦颗粒在输送中受到压应力最大为305 Pa,颗粒剪切应力最大为523.4 Pa,理论上小麦颗粒在输送过程中不会发生破碎;在靠近管壁有较高的湍动能,随着风速增大而增大。研究为气力输送装备设计开发提供理论基础。     

梗签悬浮分离腔体内颗粒相运动的数值模拟研究

为了进一步降低烟梗中的含丝率,课题组根据烟丝和烟梗的密度不同,设计了悬浮分离腔体结构。首先利用流体力学中的相关公式求解出通入悬浮分离腔体内的气压范围;再利用FLUENT软件对腔体内部的气流速度及轨迹进行模拟仿真,对比得到0. 22 MPa下的负压可以达到相对理想的分离效果;最后采用离散相模型和Euler-Lagrange多相流求解的方法,在FLUENT软件中对悬浮分离腔体内烟梗的颗粒相运动进行数值模拟仿真,得到烟丝颗粒与烟梗颗粒在腔体中的捕捉率。分离后的烟梗中的含丝率由原先的10%～20%降低到3. 85%～8. 53%,进一步提高了烟丝利用率。     

稀相气力输送弯管磨损的数值模拟及设计改进

从设备使用中遇到的实际问题出发,分析研究了稀相气力输送系统中弯头磨损机理。通过Fluent数值模拟的方法,采用Euler-Euler两相流模型和k-ε湍流模式及SIMPLE压力速度藕合算法进一步探讨了弯头形状参数对磨损的影响。初步揭示了短半径弯头的内部流动特性及抗磨损机理。并通过对多组模型的数值模拟,提出了从耐磨角度考虑,短半径弯管在其他条件不变的前提下弯管R/D值有最佳值。在了解并通过上述数值模拟验证了磨损机理的基础上,给出了几种实用的抗磨损弯头结构。     

土豆对流干燥过程中温度场的数值模拟

根据土豆切样在对流干燥过程中发生的物理变化,基于费克第二扩散定律和傅立叶定律,建立了对流干燥系统传质传热过程的数学模型以及几何物理模型,并利用有限元数值模拟方法对干燥过程中土豆切样内部的瞬态温度场及其影响因素进行了仿真预测。最后,设计并采用对流干燥实验对数值模拟得到的代表性结果进行了验证,结果表明实验值与模拟值在趋势上表现了较好的一致性。     

蔗糖溶液中超声空化泡运动数值的模拟

为了解超声场作用下,蔗糖溶液中空化泡动力学的影响因素及影响规律,运用Rayleigh-Plesset方程模拟空化泡运动过程.结果表明:空化泡的振幅随着超声波频率增大而减小;随着超声波声强的增大而增大,空化变易;随着环境压力增大而减小,空化变难;随着空化泡初始半径增大而减小,空化强度变弱;随蔗糖溶液温度增大而增大,空化强度加大;随蔗糖溶液浓度增大而减小,空化强度减小.研究还发现,双频超声作用的空化效果比单频超声作用时强.     

喷气涡流纺中纤维运动的三维数值模拟

针对目前模拟纤维在喷气涡流纺喷嘴流场中运动情况,常将纤维模型简化或者建立二维模型,无法描述纤维在三维空间内的变形这个问题,建立了纤维运动三维模型,并合理设置纤维属性,使纤维运动模型更加符合实际状态。结合任意拉格朗日-欧拉法,数值模拟求解了纤维在喷气涡流纺喷嘴流场中的运动问题,并分析了纤维的运动与变形情况。结果表明:加捻室的负压导致喷嘴入口的气流流动,纤维尾端在气流中的运动十分复杂,先在乱流的影响下小幅波动,然后随时间推进振动频率和振动幅度都是先增大后减小;在流场的影响下,纤维尾端从纱线中被剥离出来,并呈螺旋形式向前行进形成包缠纤维。     

卷烟阴燃过程的数值模拟

为了描述卷烟阴燃过程的二维数学模型,用Fluent软件模拟了卷烟的阴燃过程,包括卷烟燃烧过程中发生的水分蒸发反应,烟草热解和氧化反应,以及质量传递、能量传递和动量传递。分析了不同时刻温度分布,烟气中氧气、一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的浓度分布,并将模拟得到的卷烟阴燃线性燃烧速度(LBR)和最高阴燃温度值与实验值进行对比,其中实验测得的LBR为0.38 cm/min,而模拟值为0.44cm/min,最高温度的实验值和模拟值均在900~1000 K之间,说明模拟值与实验值基本相符。     

一维非饱和土壤水分运动的数值模拟

应用特征有限元法，对以土壤水吸力(负压h)为因变量的一维非饱和土壤水分运动模型进行离散化，得到了该模型的特征有限元数值模型，所得数值模型形式简单、计算精度高、用时少，符合实际工作要求。     

超声波辅助提取过程中声场的数值模拟研究

本研究建立了超声波辅助提取过程的多物理场耦合模型,将超声提取设备在一定功率不同频率下的声场分布可视化。探索不同超声频率和换能器布阵方式对声场均匀性的影响;通过比较不同频率大豆蛋白的提取率验证仿真模型的可靠性。仿真结果表明:圆筒状五频超声设备可以通过调频改善声场的均匀性,但绝对声压会随之减小;筛选出低频20 kHz及共振频率28 kHz、35 kHz处易发生空化效应,预测提取的效果较好。实验结果表明:超声处理能显著提高大豆蛋白的提取率(p0.05)且随着频率的升高效果逐渐减弱;相同条件下,20 kHz、28 kHz及35 kHz超声处理蛋白的提取率比传统碱提分别提高了28.75%、26.78%及18.28%。本研究提出工业生产中换能器矩形布阵并在共振频率处进行提取的作用效果较好。数值模拟降低了试验成本,为频率筛选、工艺优化和设备改进提供了一种新方法。     

水平井连通水溶开采过程中流场的数值模拟

针对开采层状盐矿矿床中单层的有用矿物,某盐矿采用水平井连通水溶开采法对该矿层进行开采。盐矿实际的开采工艺中,由于注水端和出水端侧溶速度的不同导致注水端和出水端侧向尺寸的差异,可采用间歇式调井的方法来保障水平腔体的均衡发展。采用Fluent数值模拟法,模拟该盐矿水平溶腔不同阶段在不同的注水量溶腔内流场的分布规律,得到不同情况下水平溶腔靠近边界处的流速,对于水平溶腔的不同发展阶段,存在一个理想的注水量,使得盐矿床能高效的溶采。     

压电喷墨印刷中液滴形成过程的数值模拟

采用数值模拟方法,以水为模拟对象研究了液滴的形成与下落过程。在分析了压电喷墨理论的基础上建立了数值模型,然后对模拟结果,即液滴整个运动过程的几个阶段进行了分析。结果表明数值模拟对研究液滴形成与下落具有很好的适用性,能够为预测喷墨印刷质量提供一个很好的依据。     

食用盐浓相气力输送过程中降低破碎率研究进展

针对食用盐颗粒的特性,以及浓相气力输送的性质,主要研究了仓泵一次输送量以及耗气量一定,管道输送压力、伴吹数量对食用盐颗粒破碎率的影响。结果表明:仓泵一次输送量越高,破碎率越低;耗气量一定,输送压力越高,破碎率越高。在水平管道输送过程中,适当的减少伴吹管道数量,也可以有效降低破碎率。其次,提出了浓相气力输送系统采用双管道输送,对输送过程中产生的粉盐进行收尘处理无疑也是提高盐品的一种方法。     

二维非饱和土壤水分运动的数值模拟

从土壤水动力学的基本理论出发,利用有限元方法建立了沟灌、地下管道渗灌等条件下以土壤体积含水率θ为因变量的二维非饱和土壤水分运动的数学模型,并进行了数值模拟.模拟计算结果与实验结果有着较好的一致性.     

数值模拟技术在粮食干燥过程中应用的研究进展

近年来,数值模拟技术在我国粮食干燥研究中应用广泛.采用计算机模拟粮食干燥的过程,具有运行成本低、效率高以及不受环境限制等特点,是产后粮食初加工的重要研究方向.本文在粮食干燥领域数值模拟技术应用数学模型分析基础上,梳理其解析方法与仿真模拟软件,概述了粮食干燥过程中用数值模拟技术探究各干燥物理场分布规律的研究进展以及为提高...     

含水层中天然与加速脱氮过程的数值模拟

对地下水环境中的氮进行摸拟时,必须将微生物脱氮视为主要的脱氮过程.本文提出的一种多相输运模型,考虑了三相(自由孔隙水、生物相和含水层骨架)体系,可以描述氧、氮、有机碳和细菌的相互作用.该模型分别用于天然含水层和氮作为氧化剂的治理现场中.结果表明,从含水层骨架释放出的有机碳是天然含水层脱氮的制约因素.另一治理条件下的模拟结果显示,向微生物相提供营养的有限扩散控制了细菌生长.