蓄热调温织物低温防护过程的数值模拟

为提升普通织物的低温抵抗性能,将具有蓄热调温功能的相变微胶囊涂覆至织物表面制得蓄热调温织物,通过Fluent 软件对复合织物的低温防护过程进行模拟,在此基础上设置了蓄热调温织物的低温防护试验对模型的模拟精度进行检验,并模拟探究了微胶囊的相变潜热以及其在织物中所占的体积分数对蓄热调温织物低温防护性能的影响。结果表明:数值模拟结果可显示不同时间节点蓄热调温织物的温度场分布情况以及各区域的温度变化趋势,且试验结果与模拟结果的误差小于8.64%,该模拟结果可较为准确地再现蓄热调温织物的低温防护过程;当微胶囊的相变潜热由50 J/g增加至200 J/g时,织物的低温防护时间延长了70.1%;当微胶囊的质量分数由1%增加至5%时,织物的低温防护时间由214 s延长至388 s,同比提升了81.3%。     

薄规格高强钢平整过程数值模拟与板形优化措施

为研究板形缺陷问题,利用有限元软件对薄规格高强钢板平整过程进行数值模拟,结果表明:窜辊数值的变化对改变带钢截面厚度作用有限,即CVC原辊形曲线对带钢凸度控制域较小,最大值与最小值相差仅为0.008 mm.依据模拟结果,提出了修订CVC辊形曲线,增加轧制力-弯辊力前馈功能和增加平整机前后张力的对策,平整机前后张力在原设定...     

电机法兰盘镶铸过程数值模拟及工艺参数优化

针对铝合金法兰盘镶铸件中出现的较大缩孔、疏松现象,用Pro CAST软件对其进行了数值分析,重新设计了镶铸工艺中的浇铸系统,并再次用Pro CAST进行模拟,此时缩孔及疏松明显变少。采用正交试验法,优化了镶铸工艺参数,得出在浇铸温度为660℃、浇口速度为35 m/s及模具预热温度为180℃时,法兰盘内部的缩孔、疏松现象最少,工件质量最佳。实际生产表明,在新的浇注系统和工艺参数条件下,产品质量明显提高,且与模拟结果较为吻合。     

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。     

关于太阳能相变蓄热系统的研究与分析

阐述了太阳能蓄热技术的发展背景,说明了太阳能相变蓄热系统的工作原理。通过改变散热管形状和分布方式,增加换热面积来提高蓄热效率的技术方案。并对系统的特点进行分析,归纳了系统在应用中所面临的问题。提出把探索新型相变材料和研发太阳能蓄能热泵集成系统作为未来发展的方向,以此提高系统设备的蓄热效率,降低热损失。     

稻谷等温干燥-缓苏过程数值模拟及优化

利用稻谷干燥热湿传递数学模型,对稻谷等温干燥-缓苏过程进行数值模拟,对比分析了缓苏条件下干燥稻谷籽粒内部水分分布变化规律。结果表明：与热风温度60?℃下单纯干燥过程相比,缓苏降低了稻谷内部的水分梯度峰值,缩短了干燥时间,同时将籽粒干燥终了水分梯度降低接近50%。通过参数研究,发现缓苏温度、缓苏比和缓苏时间是缓苏过程的重要参数,并提出干燥-缓苏过程的优化机制,即在稻谷籽粒干燥缓苏过程初期设置短时缓苏、中期单纯干燥、后期长时缓苏,可有效地降低水分梯度过程最大值和终了值,缩短缓苏时间和减少次数。本研究为稻谷干燥缓苏提供了理论和技术支持。     

大型钢锭加热过程数值模拟与验证

对一重量为44t的大型钢锭的锻前加热过程进行数值模拟分析。介绍钢锭的结构尺寸和材料的热物性参数,以及数值模拟所需的边界条件,模拟得到加热过程中钢锭的升温曲线。在加热过程中对钢锭内部温度进行测量,结果表明模拟结果与实测结果基本吻合。     

基于Fluent的黄桃罐头杀菌过程数值模拟及其形状优化

探究食品罐头杀菌作业中的升温过程,研究现有罐头包装尺寸变化对提升杀菌效率及节能降耗的影响程度。使用ANSYS Fluent软件进行流场及温度场进行仿真分析,通过试验验证模拟的可靠性。在此基础上改进黄桃罐头的瓶体形状,提升杀菌效率。结果表明:试验结果与模拟结果升温趋势一致,最大误差为3.5°。罐头底部直径大小与罐内最高流速呈负相关,150 s时,罐头底部直径越小,罐内液体最高流速越高。相同高度与容积条件下,缩小底部直径可以提高杀菌效率,底部直径为52.5 mm的罐头杀菌效果最好,与圆柱罐头相比效率提升10.26%。通过ANSYS Fluent可以准确模拟食品罐头在杀菌过程中的温度场变化。     

纸页干燥过程的数值模拟与参数分析

根据多孔介质干燥过程中的传热传质理论，结合纸机工作特点，建立了纸页的干燥过程物理模型和数学模型。采用数值分析方法，计算了纸页在干燥过程中的含湿量、温度、纸页内气相压力等参数的动态变化，分析了过程参数对干燥过程的影响。计算结果与实测结果比较，表现出良好的一致性。     

阵列纤维网过滤过程的数值模拟与分析

FLUENT软件具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的后处理功能,可以用来模拟阵列纤维网的过滤过程。利用FLUENT软件模拟方法研究了流体通过纤维阵列时的压力变化、纤维网对流体中颗粒物的捕集效率的影响。模拟结果表明:纤维直径减小、纤维层数增加时,流体压力降增加;纤维阵列对气流中颗粒的捕集率很低,并且纤维直径和纤维阵列组合的变化对颗粒捕集效率的影响不明显;当液体流通过直径相同的纤维阵列时,随着纤维间间距的增大,捕集效率逐步降低;当液体流通过由直径不同的两种纤维组成的混合阵列时,其捕集效率也与孔隙率相关。     

钢制导热油烘缸的数值模拟与结构优化

针对钢制导热油烘缸在工作时出现工作表面温度分布不均匀、温差大等情况,采用三维建模和模拟仿真方法对钢制导热油烘缸的结构进行优化。本研究主要从3个方面对钢制导热油烘缸进行结构改进,分别是改变循环油路通道数量,改变进油槽与出油槽上孔的排列方式,改变循环油路的结构。研究结果表明,相对其他烘缸结构,具有循环油路通道数量为20个、进油槽与出油槽上孔为单排排列、循环油路两两相通的钢制导热油烘缸的性能更好,可以达到工作表面温度分布均匀、温差控制在±5℃以内的目的。     

大型冷库内温度场的数值模拟与优化

以典型大型冷库作为研究对象,对冷库内外环境(包括空气幕在内)进行三维数值建模,并利用计算流体力学软件对冷库内温度场进行模拟研究,并将计算结果进行了实验验证。通过对结果分析可得:在稳态条件下,库内流场温度虽达到了要求的范围,但堆垛货物附近的温度场分布并不均匀,货物之间与库内其他区域存在着较明显的温差;在非稳态条件下,空气幕的送风速度对温度场的影响很大,当送风速度为8m/s时,库内温度场的波动较小,空气幕性能较好。在该基础上提出了今后可进一步优化的建议:改变库内空气的流动方式,改变货物的堆垛方式,降低货物堆垛高度,对影响空气幕性能的其他参数进行研究优化。     

数值模拟对镁合金挤压的优化

镁合金的优点在于它有跟钢样的强度和硬度,但重量却比钢轻得多,跟塑胶很接近,且具有良好热传导能力。正由于它具有密度小、强度高、刚性好的优点,使其在工业和日常生活中占据了重要的位置。文章采用刚粘塑性有限元法对AZ31镁合金的挤压成形过程进行数值模拟。并分析其过程中各种场变量的分布及变化,研究不同工艺参数对场变量分布的影响,揭示镁合金挤压成形规律。     

纱筒残余氨的扩散过程建模与数值模拟

为准确把握液氨整理后纱筒中残余氨的传质特性,提高氨的回收率与回收速率,首先建立了经综合考虑扩散传质和对流传质机制的传质数学模型,对柱坐标系下的传质方程进行归一化处理,将其转换成易于分析的一维平板类传质方程。然后利用Crank-Nicolson隐式差分法对归一化的传质方程进行差分近似求解,证明了算法的稳定性与收敛性。最后将数值计算结果与实验数据对比,验证模型的正确性。结果表明,提高风速以及减小纱筒外径都可加快氨的挥发,小风速下氨挥发过程是一个近似稳态过程。     

马铃薯超声解冻过程的数值模拟研究

为了探究马铃薯超声解冻过程中的温度分布和解冻时间,本文采用有限元分析软件COMSOL对超声解冻马铃薯的过程进行非稳态模拟,并进行试验验证。结果表明:超声解冻模拟值和试验值的RMSE为0.393℃,对照组的RMSE为1.192℃,表明该模型能较好地模拟超声解冻过程;同时超声解冻能显著提高解冻速率,解冻时间比对照组减少30.9%。在此基础上预测了试验参数对解冻效果的影响:随着马铃薯半径、高度的增加,解冻时间依次增长;随着高度的增加,内部温差依次降低,而半径的变化与温差没有相关性;马铃薯在声场中的位置对解冻效果也有较大的影响,当马铃薯上表面距离探头65 mm时,解冻时间最短,内部温差最小,温度分布较均匀,此时解冻效果最好。需结合实际,优化出最合适的尺寸和位置以达到最好的解冻效果。     

滚筒内烟丝干燥过程的数值模拟

为了解析滚筒干燥条件对烟丝干燥过程中筒内的温湿度场和流场的影响规律,采用数值模拟开展烟丝滚筒干燥的筒内温湿度场的研究。通过干燥实验测量滚筒内部空气湿度来验证模拟结果的准确性,探究进口热风温度、进口热风速度、筒壁温度和滚筒转速等因素对滚筒干燥过程中内部水分分布的影响规律。结果表明：(1)增加进口热风温度会使蒸发过程加快;(2)提高进口热风速度能加强滚筒前段部分的水分蒸发,但进口热风速度过大会造成滚筒内整体水分浓度下降;(3)改变筒壁温度直接影响烟丝温度与筒内的平衡含水量,筒内平衡含水量随着筒壁温度的升高而增加;(4)增加滚筒转速会减少烟丝在筒内的停留时间,不利于烟丝的干燥。     

馒头变温速冻过程的数值模拟研究

采用Fluent软件对馒头的速冻过程进行数值模拟,建立了数学模型,并进行实验验证,结果显示模拟值与实验值吻合较好,冻结时间的相对误差为3.35%。为面食品在变温平面网带食品速冻机内的应用提供了参考。     

火腿鼓风冷却过程的三维数值模拟

食品的冻结速率是影响冷冻食品质量的主要因素之一。近年来数值模拟在食品冷却过程中得到了广泛的应用。本文应用有限容积法对火腿鼓风冷却过程进行数值模拟,研究了火腿冷却到指定温度3℃时的时间,并将计算结果与实验结果进行比较分析。结果表明:在外界空气温度为1℃时,大约需要12h左右,火腿的中心温度可以达到指定的冷却温度,且数值模拟的结果与实验结果符合得很好。这说明数值模拟能有效地预测食品冷却过程。     

大圆坯连铸传热过程的数值模拟

以480 mm大圆坯连铸为研究对象,建立描述圆铸坯凝固传热过程的数学模型,计算铸坯、结晶器的温度场,分析不同拉坯速度铸坯凝固进程以及结晶器冷却水流速对结晶器温度和的影响。     

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.