城市生活垃圾塑料风选效率及影响因素分析研究

为了提高城市生活垃圾中废塑料在风选机内的分选率,运用流体力学知识以及fluent软件对风选机内的气流速度,气流分布形式及轻质物料出口槽截面的风速大小及分布进行了仿真分析。在仿真过程中,先对风选机进风口角度为0°时的情况进行分析,即对传统水平式送风方式的风选机进行仿真分析,然后逐步增大该角度,采用单一变量法继续仿真分析。分析结果表明随着角度的增大,分选效率逐渐提升,且存在一个最佳角度范围能明显改善风选机内部气流运行的平稳性。研究结果为城市生活垃圾中废塑料在风选机内分选效率的提升提供了理论和技术支持。     

塑料优化分选设备风选运动特性分析和试验

提出对生活垃圾中回收价值高的废旧塑料进行优化分选的新工艺,研究塑料分选的工作机理,建立垃圾分选成分在分选设备中运动的数学模型.研究垃圾堆密度、气流速度、气流倾角、分选区高度与分选率的关系,确定了比较理想的参数取值范围.研制塑料分选试验台,并采集生活垃圾进行大量试验,验证了理论分析结果的合理性.确定塑料分选设备的结构参数和最佳运行参数为,水平送风时的最佳风速13～17 m/s,最佳气流倾斜角14°,这些参数为塑料分选设备的设计和制造提供了理论支持,能使生活垃圾中的塑料分选率达到85%以上.     

废塑料薄膜风力振动运动分析及优化仿真

结合风力分选与直线往复振动机械的特点,提出了一种新型的分选废塑料薄膜的方法——风力振动分选。从理论上分析废塑料薄膜的运动状态,建立废塑料薄膜在风力振动床上的运动数学模型,利用MATLAB的优化工具箱对其进行优化仿真分析,获得各参数的最优组合,通过比较收到了比单一振动作用好的分选效果,揭示废塑料在风力振动床上的滑动运动规律,为设计新型塑料风力振动设备提供理论支持。     

旋振筛运动主参数设计原理

计算旋振筛运动主参数与筛面上物料运动的关系 ,分析筛机对物料运动的要求 ,阐述主参数设计原理     

高频筛物料的运动学分析

在高频振动筛中，物料随筛箱沿抛射角方向做简谐运动。物料在筛面上的运动状态与筛子的工作参数有密切的关系，通过对高频振动筛筛面上物料的合理性假设和分析，简述了筛面上物料颗粒的跳起条件，并对抛射强度进行了分析计算，确定了其取值范围，为高频振动筛的设计及筛分效率的提高提供了可靠的理论依据。     

高输送气流速度下竖直管道内物料的运动分析

分析在稀相气力输送中,输送气流速度超出最佳经济速度时,物料在竖直管道中的运动情况,并提出一种在输送气流速度大于最佳经济速度时,增加气流速度以加快输送物料的解决方法。利用Fluent软件对其进行仿真模拟分析,并对不同入口气流速度对物料运动的影响进行研究分析。结果表明：在高输送气流速度下,物料在给定高度竖直管道中一直处于加速状态,且在入口处加速度较大,随着运动高度的增加,加速度逐渐减小;在物料粒径和管道内径不变时,改变入口处气流速度,物料的运动速度随着入口气流速度的增大而增大,同时管道内的压力损失也随着增大。     

旋振筛的空间运动轨迹及物料运动规律研究

通过对旋振筛进行动力学和运动学分析，指出旋振筛筛面的空间运动轨迹是一条椭圆曲线。并且对筛面上的物料运动情况进行了分析研究，得到了物料魂轨迹近似于一条螺线。通过实验测试验证了理论分析与实验结果的一致性。     

双摇杆驱动清粮筛的运动仿真与参数优化

以双摇杆驱动清粮筛为研究对象,运用CAD/CAE运动学仿真软件对清粮筛进行了3D建模,分析了脱出物在气流作用下的受力,优化确定了其最佳结构和运动参数,并模拟了机构优化前后脱出物在筛面的运动状态。结果表明,连杆长度、曲柄转速和摇杆长度对筛面加速度影响较大,且优化后脱出物在气流和清粮筛的双重作用下,分离效果会明显改善,从而提高筛分效率。     

组合振动筛筛面颗粒松散与分层仿真研究

为了分析组合振动筛合理参数,采用颗粒粘结和Hertz-Mindlin模型,应用三维离散元法模拟分析筛面上物料的松散和分层,以颗粒间键粘结的平均数和物料沿筛面方向的平均切向力的大小作为衡量物料的松散效果,得到颗粒间键粘结的平均数随振幅、振动强度和筛面倾角的增加均减小,物料对筛面的平均切向力随振幅、振动强度和筛面倾角的增加均增大。当振幅大于7mm、振动强度大于5.5和筛面倾角大于25°时,松散效果趋于稳定,对松散后的物料在筛面上分层效果的研究,得到组合振动筛参数为上筛在高频小振幅下的松散分层效果好,下筛在低频大振幅下物料运动时间延长,透筛效果增加。     

EDEM数值模拟在垃圾处理机械滚筒筛中的应用

当前城市生活垃圾滚筒筛基本依靠实际实验进行尺寸设计和参数估测,这样的设计方法消耗大量的物力、财力。尝试将广泛应用于矿山机械和沙石筛分工作中滚筒筛仿真软件EDEM引入垃圾筛分处理设计中,探究该软件在生活垃圾滚筒筛的设计研究前景。在将生活垃圾简化为10种颗粒状物后,初步设定滚筒筛的每小时处理量,然后设定5种不同的转速,对5种转速下的筛分效率进行了分析,得出了最佳转速;最后研究了筛孔形状以及疏密程度对效率的影响,确定了滚筒筛的最终参数。     

三叶片直线翼垂直轴风力机非定常流场速度分析

垂直轴风力机在回转过程中,叶片尾流的相互干涉和叶片攻角变化,使垂直轴风力机周围流场异常复杂。为探明直线翼垂直轴风力机在二维流场中速度分布及风力机叶片迎风角度变化关系,在风洞试验中采用激光多普勒测速仪(Laser Doppler velocimetry,LDV)技术,对所设计的三叶片直线翼垂直轴风力机流场风速进行试验研究,获得了该风力机叶片周围流场的速度分布情况。在建立直线翼垂直轴风力机在不同转速下叶片迎风角度变化的数学模型基础上,应用仿真软件对被测风力机流场进行分析计算。通过数学模型得知,来流风速夹角随回转角的变化情况可用正弦函数近似表示, 并且随着叶尖速比的增大逐渐减小。风洞试验和CFD结果表明,风力机在回转过程中,叶片前缘场域有乱流生成,并且该域风速值偏大;而在叶片旋转内部以及下流区域内会形成一个宽大的低速区域,并且伴随叶尖速比的增加,低速区域具有扩大趋势。     

超声空化对细微流道中固体颗粒的运动特性研究

针对细微流道中的多相流调控问题,研究超声空化效应对微流道内固体颗粒运动特性的影响。利用Fluent有限元技术对空化气泡溃灭的过程进行模拟,得在超声声压作用于近壁区的气泡时,气泡凹陷、破壁、溃灭的演变过程,并对其周围流场的速度矢量分布进行研究,仿真结果显示,空化气泡溃灭能够产生射向壁面的高速微射流,其最大速度达到28m/s,进而确定细微流场观测实验的最优参数;利用高速摄像机对细微流道中气泡的演变过程进行观测实验,并与仿真实验结果进行对照,观测实验结果表明,利用超声空化效应能够实现对固体颗粒向流道壁面运动的有效引导,为实现细微流道的流场调控、提高加工精度等问题提供理论支持。     

An alternative illumination source based on LEDs for PIV measurements on human swimmers—A feasibility study

Methods for flow visualization help to investigate the motion of fluids that are normally invisible. Especially, Particle Image Velocimetry (PIV) – with a laser as light source – has been established in the field of engineering and partly in biology. Since the standard measuring equipment applying a laser system is very sensitive with respect to transport, temperature, humidity as well as laser safety requirements have to be adhered, the observation and classification of flow pattern around human swimmers in swimming pools has been rarely applied. There is a need for a simple, powerful, affordable, robust, and portable illumination source which shall not harm the swimmer by exceeding the permitted maximum radiation for human skin and eyes. As a result, this technical note demonstrates an alternative light source system based on LEDs which enables PIV measurements around human swimmers similar to experiments with a (traditional) laser system. As an example, the flow fields of two different swimmers with a similar movement and phase are compared using both illumination methods laser and LED. Furthermore, a series of sequential velocity fields, produced by the motion of a monofin swimmer, generate a vortex pair with an inverse Karman vortex street which is typically seen in fish and marine mammal locomotion. Consequently, this LED illumination source is show to provide a sufficient suitable light intensity as well as light quality enabling the measurement of the flow field around swimmers.     

管路分离机构闭合过程插头的动态数值模拟研究

为研究插头滑块在闭合时滑块的运动对管路分离机构内部流场的影响,以及介质如何阻碍滑块闭合的问题,采用动网格技术对插头滑块的关闭过程进行数值分析;为了体现其流域动态与插头滑块实际工作时的一致性,采用UDF程序来控制流体网格节点的最大位移,以达到可以实时控制滑块的运动;通过研究插头滑块在闭合过程中管路分离机构内部流场的压力分...     

软性磨粒流磨粒入射壁面过程及其加工特性研究

针对利用两相流模型无法计算高浓度固—液两相流固相颗粒撞击壁面时颗粒速度的问题,提出一种边界层内颗粒运动轨迹计算模型,基于Mixture两相流模型和Realizable k-ε湍流模型仿真计算结果,通过分析提取颗粒入射前速度、计算边界层厚度、建立边界层内速度场和颗粒运动分析可以得到颗粒撞击壁面时的速度和入射角度。分析加工表面动压力分布和磨粒体积分数分布,结合两种结构约束流道验证仿真结果与加工效果的对应关系。通过对试验结果的分析,为约束模块的设计提供依据。研究结果表明:磨粒入射速度、磨粒体积分数和加工表面所受动压力大小直接影响工件加工效果,并与材料去除量成正相关关系;在本次试验中选择的工艺参数导致加工材料去除量小,适合初始粗糙度低的工件表面加工,对于此次试验的初始粗糙度应在0.2μm以下;约束模块的设计除了要考虑磨粒流流场特性之外,还要对加工表面的原始加工痕迹作详细了解,为约束模块的设计及加工工艺参数提供参考。     

压电驱动自耦合射流激发器影响因素

利用试验研究和数值模拟的方法对压电驱动的自耦合射流激发器进行研究,通过改变激发器激励参数和几何参数探求自耦合射流的变化规律。借助于动网格技术模拟了压电驱动膜片的周期性运动,实现了自耦合射流腔体内部和外部流动的耦合计算,模拟结果获得了和试验相一致的流动现象。研究结果表明:自耦合射流沿流向中心线速度分布呈现先上升后下降的趋势,在量纲一流向距离z/b=10的地方速度达到最大值;激发器的最佳波形输入为方波,在方波信号下激发器产生的射流速度最大;自耦合射流的速度随着激发器输入电压的增大而增加,但是当电压增大到175V后这种影响趋势变得非常微弱;激发器存在两个谐振频率,分别为340Hz和1kHz,最佳谐振频率为1kHz。振幅的增大,对自耦合射流的速度提高影响显著。在条件允许下,减小腔体高度与腔体直径的比值会得到更高速度的自耦合射流。研究结果为激发器的优化设计提供了一定的理论依据。     

节流阀波纹管长度的选择

节流阀必须有足够的行程,才能达到节流介质的目的。波纹管节流阀除具有一般节流阀的特性之外,还具有其独特行程要求,本文重点介绍了如何在有限的安装空间下,增加其行程,在到充分节流的目的。     

波纹换热管稳定性研究

本文根据试验和有限元分析,研究了波纹换热管在外压作用下的应力分布、失稳规律及其变形特点。结果表明,直管段稳定性最差,波峰最好,波谷居中。文中提出了波纹换热管临界压力预测计算式。     

基于离散相模型的旋风分离器内部流场数值研究

针对旋风分离器内部流场的研究,采用数值模拟的方法模拟了分离器内固体颗粒的运动轨迹。通过分析不同粒径及入口速度对旋风分离器内固相颗粒运动轨迹的影响,探索了颗粒在旋风分离器中运动的物理机理,随后对旋风分离器的灰斗长度进行了优化。结果表明:颗粒在旋风分离器中运动轨迹比较复杂,且同时受到入口速度和粒子半径的影响,相同粒径颗粒在不同入口速度下运动轨迹不同,且小粒径颗粒较容易受到入口速度的影响,旋风分离器在标准灰斗长度下的分离效率及分离性能最好。模拟结果可为工程实际应用提供一定的理论指导。     

波纹管换热器传热性能实验的教研启示

对波纹管管束的管程和壳程压降、流阻、努塞尔特数及综合性能进行了实验研究,且给出实验结论,并由此提出了通常的实验研究与实验教学思路。实验结果表明:在流量相同条件下,波纹管的压降、流阻、努塞尔特数均高于光管,但综合性能指标显著高于光管,说明波纹管是一种高效强化传热元件。