长短棱长度比对4WS转子密炼机混合特性的影响

4WS转子是一种新型的密炼机转子,其中长短棱长度比是重要的几何结构设计参数。利用POLYFLOW软件,分别对长短棱长度比为2∶1、3∶1、4∶1的4WS型转子密炼机流场进行了有限元模拟。通过粒子示踪技术,对三种密炼机的宏观混合形态进行了粒子可视化追踪。利用流场数据,计算了典型的分散混合和分布混合评价参数,对三种不同转子密炼机内流体的混合效率进行了对比分析,探究长短棱长度比对4WS转子密炼机混合特性的影响规律。结果表明,相对于长短棱长度比为3∶1和2∶1的4WS型转子密炼机,长短棱长度比为4∶1的4WS型转子密炼机分散和分布混合能力均有了较大的提升。     

三种转子密炼机流体流动和混合特性对比分析

利用有限元法对4WS、4WH 和6WI三种转子密炼机流体的流动和混合特性进行了对比分析。利用UG软件进行三维几何建模,利用Gambit软件进行网格划分,同时采用Bird-Carreau本构模型及Polyflow 软件对三种转子密炼机的流场进行了三维等温数值模拟对比研究。通过对平均速度、轴向速度和剪切速率等进行对比,得到了三者流场的流动规律。同时,利用粒子对数拉伸指数、粒子平均对数拉伸指数、粒子拉伸指数概率、平均混合效率概率和停留时间等参数对三者的分布混合情况进行描述。模拟结果表明,由于6WI转子密炼机本身所具有的特殊变间隙转子结构,更易改变流场的规则流动,其混合性能高于其他两种转子密炼机。     

4WS、4WH 和6WI转子密炼机流固耦合特性对比分析

以4WS、4WH 和6WI型转子为研究对象,依据流固耦合理论,建立密炼机流固耦合有限元分析模型,求解密炼机内部物料流体与转子固体的耦合方程,研究不恒定功率情况下,转速对转子的应力与变形以及混合效果的影响规律。结果表明,转子的变形与应力是扭矩与流体载荷耦合作用引起的,其中扭矩是产生变形与应力的主要因素;随着转速的提高,物料的混合效率有明显提高;随着转速变化引起的扭矩与流体载荷的变化导致转子间隙的变化,转子间隙对混合效率有显著影响,6WI转子有更高的混合效率。研究结果为密炼机转子的合理设计与性能预测提供了理论依据。     

基于离散元法的密炼机转子间隙对炭黑分散度影响的仿真

运用离散元分析软件EDEM对1.7L,5L和25L3种型号的密炼机在不同转子间隙下的炭黑分散度进行了分析研究。通过建立橡胶聚粒之间橡胶和炭黑颗粒之间黏弹性力学模型,模拟了混炼过程中颗粒的运动、演化情况,得出密炼机转速为60r·min-1时1.7L,5L和25L3种型号的密炼机最佳转子间隙分别为2.5,4.5,9~10mm之间;结合现有实验条件对3种型号的密炼机在不同转速下的炭黑分散度进行了实验研究及EDEM模拟,验证了利用离散元法分析混炼过程中炭黑分散的可行性。     

液舱晃荡对潜艇系泊系统稳定性的影响

液舱内自由液面的晃荡会影响船艇的稳定性。引入混合系统理论,对液舱晃荡影响下的潜艇系泊系统进行了分析,介绍了判断混合系统稳定性的Lyapunov指数判据。针对一类典型的潜艇系泊方式,建立了晃荡影响下的系泊潜艇横荡运动刚性碰撞模型。基于该模型对系统进行数值仿真,研究了晃荡流体对系泊潜艇稳定性的影响。结果表明,液舱晃荡影响下的潜艇系泊系统具有阶跃特性和强烈的非线性特征,用混合系统可以有效描述系泊系统的连续运动和状态跃变,从而验证了这种方法的可行性。     

基于最大李雅普诺夫指数的壁板热颤振特性分析

文章介绍了李雅普诺夫指数的定义,给出了壁板热颤振特性分析模型,计算得到超声速气流中受热壁板的非线性颤振运动形态以及相应的最大李雅普诺夫指数,画出了壁板稳定性区域图,结果显示不同参数下,超声速气流中受热壁板具有包括颤振在内的5种不同性质的振动形态:收敛于平壁板平衡点的衰减振动、收敛于屈曲平衡点的衰减振动、简谐型极限环颤振、非筒谐周期型极限环颤振和混沌型颤振,并给出了各种振动形态典型的时程响应图、相轨迹以及对应的最大李雅普诺夫指数.分析结果表明,来流速压和温升都严重影响着受扰壁板的非线性振动响应特性,壁板颤振容易发生在来流速压较大或者温度较高的参数区域,系统的最大李雅普诺夫指数能够定量表征壁板稳态响应时的运动形态,可以用该指数来判断超音速气流中受热壁板的稳定性并确定所研究参数范围内壁板的稳定性边界.     

螺杆间隙及入口流量对三螺杆挤出机组合螺杆流场的影响

利用Polyflow软件,采用三维拟瞬态有限元模型,分析了螺杆间隙及入口流量对三螺杆挤出机组合螺杆聚合物流体的复杂流动和混合特性的影响。通过可视化云图分析了几何中心截面轴向速度、压力、剪切速率分布;采用粒子示踪技术,通过统计后处理曲线,分析了组合螺杆在不同条件下的轴向压力、轴向面拉伸率、混合指数 概率、分离尺度、累积停留时间概率函数、停留时间分布函数。结果表明,适当增大螺杆间隙能够增加停留时间,提高产品混合质量;入口流量较小时混合效果较好。     

前泵腔间隙对纸浆泵脉动特性的影响

为了研究纸浆泵前泵腔间隙大小对纸浆泵外特性以及脉动特性的影响,以SX150-400纸浆泵为模型,在保持其他叶轮几何参数不变的情况下,设计5种不同前泵腔大小的纸浆泵叶轮,利用标准k—ε湍流模型对纸浆泵外特性进行数值模拟并进行了试验验证,分析不同间隙大小对纸浆泵叶轮流道和蜗壳各个断面处压力脉动的影响。结果表明:前泵腔间隙对纸浆泵外特性影响显著,前泵腔间隙B=0.75 mm时效率达到最大值为74%;前泵腔间隙对纸浆泵内非定常流动特性影响也很大,较大的间隙能够有效地改善纸浆泵内的压力脉动特性。     

螺杆构型对三螺杆挤出机混合效率的影响

建立了三种不同螺杆类型的三螺杆挤出机几何模型和有限元模型, 运用P o l y f l o w软件对其进行数值 模拟。采用粒子示踪法计算了混合指数、 剪切速率、 对数拉伸指数、 瞬时混合效率和时间平均混合效率等评价参数。 结果表明, 随着螺杆头数的增加, 三螺杆挤出机在相同周期内对物料的剪切和拉伸次数增加, 混合效率逐渐增大。     

人体对带电作业间隙放电特性的影响研究

以超特高压典型等电位和地电位作业方式的间隙结构为研究对象,利用真型试验获取了不同工况下等电位人员与杆塔构架和分裂导线与地电位人员构成的作业间隙的放电特性,计算得到了不同类型作业间隙的间隙系数和先导起始电压。通过试验数据对比分析了不同作业位置、操作姿态和线路结构对带电作业间隙绝缘性能的影响,并结合Rizk先导起始模型分析了各类因素的作用机理和影响规律,最后为带电作业的实际操作提出了建议。     

螺杆中销钉混合功能的计算机模拟

从理论上研究了销钉对流体的混合作用,分析了流体在销钉间的运动状态及变形情况.以及流体的绕流及剪切变形对混合的影响.用计算机对流体在销钉间的运动状态进行模拟,采用有限元法分别计算出当销钉的直径、间距、排布形式及螺杆的转动速度发生变化时,流场中流体的速度分布、压力分布及变形情况.在此基础上用加权平均总应变作为评定指标,对各种情况下的混合效果进行了对比分析.结果表明,在销钉的作用下,粘性流体既发生剪切变形,又发生拉伸变形,正是这两种变形情况的同时存在,强化了混合效果.螺杆的转速、销钉的直径、销钉间距离以及销钉的排列形式都对流体的混合状况有明显的作用.     

SK型静态混合器对原油混合特性影响的数值模拟

静态混合器作为一种新型高效的混合设备,因具有混合效果好、操作简单等优点而被广泛应用于工业生产。将SK 型静态混合器引入原油储罐中,以解决原油密度分布不均匀的问题。利用FLUENT软件,对其三维不可压缩流场进行了数值模拟;采用Eulerian多相流模型,模拟了SK型静态混合器中流体的速度场、密度场、温度场以及压力场。结果表明,在SK型静态混合器的螺旋叶片作用下,原油沿着叶片做方向相反的螺旋运动并呈周期性变化;通过叶片的切割、剪切和旋转作用,原油在出口处几乎混合完全,说明SK型静态混合器具有较好的混合效果,且压力损失较小,可降低能耗成本。     

脉冲式静态混合器的混合分散特性研究

测定并分析了ＷＭＨ－Ⅰ型脉冲式静态混合器内物料的停留时间分布和分散相粒径分布。给出了停留时间和分散相粒径的数字特征与物料流量间的关系曲线。研究表明，具有脉冲元件的混合器，混合分散效果及操作稳定性均优于无脉冲元件的普通混合器。     

元件长径比对SK型静态混合器湍流流场的影响

以SK 型静态混合器为对象,运用FLUENT 软件对混合器内湍流流场进行模拟计算分析,并利用激 光多普勒测速仪对其中部分型号混合器内的流场进行测量,研究混合元件长径比对混合器内速度变化特性和湍动 性能影响。结果表明,元件长径比的变化并不改变流体各方向时均速度及湍动能沿轴线的变化趋势及幅值分布规 律,但对幅值大小有影响;元件长径比越小,各方向时均速度沿轴线变化的幅度越大,斜率越高,这一作用在径向速 度上表现最为明显,在轴向速度上表现最弱;随元件长径比减小,流体的湍动程度加大,湍动能赠高,且增加速度较流速变化更为显著。     

双转子连续混炼机混炼段的剪切应力

运用数值模拟法,对双转予连续混炼机混炼段的剪切应力进行模拟计算和分析。结果表明：沿转子轴向和垂直于轴向截面上的剪切应力分布合理,剪切应力体积分数分布合理。转速增加,剪切应力随之增大,单位产量平均剪切应力增大。轴向压差增加,剪切应力层状分布形态明显改变,单位产量平均剪切应力增大。加料量增加,剪切应力大小和分布形态不变,但单位产量平均剪切应力随之减小。利用这3种可调工艺参数的不同作用特点,针对不同的混合需要,可计算和选择不同的工艺参数组合。     

三相混合器内部流场的数值模拟

采用欧拉模型与群体平衡模型相结合的方法对三相混合器流场进行数值模拟,对比了未充气与充气条件下混合器速度场分布规律,分析了充气条件下流场中气泡分布特征。模拟结果表明:充气后对流场的强化提高了微气泡与粒子之间的碰撞聚并粘附效率。充气后流场中微气泡粒径大量分布于100~200 μm之间,并且出口气携率达到19.77%。较于传统的气浮技术,微气泡与粒子间碰撞几率更大、气泡直径小数量大、分布范围窄、粘附效果更好,因此气浮性能更佳。     

潜水搅拌器安装角度对搅拌效果的影响

研究潜水搅拌器水平安装角度对搅拌池内流场的影响,建立不同的水平安装角度,通过Fluent对潜水搅拌机的搅拌槽内流场进行三维数值模拟,得出不同方案的速度分布情况.利用UDF模块,分别计算流场中流速达到搅拌效果的有效搅拌流体体积及其占整个流场体积的百分比,通过比较,选出最优的潜水搅拌器安装方案,提出了评价潜水搅拌器效能及其安装布置优劣的新方法——有效搅拌域法,利用此方法,使潜水搅拌器的搅拌效果分析更加准确.