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。     

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。     

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。     

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。     

生物质粉料气力输送过程中颗粒运动的数值模拟

针对生物质粉料气力输送能耗高的问题,建立输送管内两相流数学模型。使用Fluent软件仿真,分析颗粒在不同风速下水平输送管道和竖直输送管道内的受力和运动轨迹。为生物质粉料的输送管道设计提供重要依据。     

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。     

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。     

葵花仁脱油粕中天然抗氧化剂研究

以正丁醇-盐酸、稀氢氧化钠、70％乙醇及稀盐酸为萃取剂,分别萃取葵花仁粕中的酚类化合物,从萃取率,萃取剂对蛋白变性程度、萃取后分离蛋白色译诸方面考虑,选择出了较好的萃取剂是:正丁醇-盐酸。硅胶薄层分离此萃取液,紫外光下显出八条色带。以烘箱法与胡萝卜素乳化法测定各色带抗氧化性。从抗氧性较好的两色带得到两化学物质,结构鉴定为氯原酸和咖啡酸,比较了这两种化合物与BHT的抗氧化性能,知咖啡酸抗氧化性能与BHT接近,比氯原酸好。用醋酸铅直接沉淀出正丁醇—盐酸萃取液中的酚类物质;解析后水解酚类物质,测定水解前后提取物的抗氧化性,知水解后比水解前抗氧性明显增强。     

天然乳胶泡沫材料压缩形变的数值模拟

为方便乳胶纺织产品分析和设计,采用有限元法对寝具乳胶泡沫材料的压缩性能进行仿真与分析并建立乳胶泡沫变形量、压强、厚度三者的数学模型。在获得寝具乳胶泡沫的压缩性能、剪切性能、拉伸性能应力与应变实验结果的基础上,根据有限元软件ABAQUS对寝具乳胶泡沫分别采用超弹泡沫实验数据法、超弹泡沫模型参数法、低密度泡沫法3种方法进行单轴压缩仿真。仿真结果与实验值拟合分析结果显示,用低密度泡沫法仿真的拟合度相对最高,达到98.71%,相对最接近寝具乳胶泡沫的实际压缩性能。对乳胶泡沫微元进行变形仿真研究,分析得到乳胶泡沫变形量、压强、厚度三者的数学模型,为后续个性化乳胶产品尺寸设计提供帮助。     

葵花仁脱油粕中天然抗氧化剂研究

以正丁醇-盐酸、稀氢氧化钠、70%乙醇及稀盐酸分别萃取葵花仁粕中的酚类化合物.从萃取率、萃取剂对蛋白变性程度、萃取后分离蛋白色泽诸方面考虑.选择出了较好之萃取剂是:正丁醇—盐酸.硅胶薄层分离此萃取液,紫外光下显出八条色带.以烘箱法与胡萝卜素乳化法测定各色带抗氧化性.从抗氧性较好之两色带得到两化学物质,结构鉴定为氯原酸与咖啡酸.比较了这两种化合物与BHT的抗氧化性能,知咖啡酸抗氧化性能与BHT接近,比氯原酸好.用醋酸铅直接沉淀出正丁醇-盐酸萃取液中的酚类物质;解析后水解酚类物质,测定水解前后提取物的抗氧化性,知水解后比水解前抗氧性明显增强.     

食品真空贮藏过程中温度变化的数值模拟与有限元分析

食品真空贮藏过程是复杂的传热传质过程，该过程涉及到扩散、传热、传质等机理。在能量守衡基础上建立数学模型，通过数值求解得到不同真空压力下食品温度随时间的变化曲线，并通过有限元分析，与数值模拟的结果进行对比分析，为下一步的实验验证及食品冷冻冷藏工程的实践提供理论依据。     

冷却通风过程中粮仓内温度变化的数值模拟

基于多孔介质传热传质的理论,建立了一种冷却通风过程中粮仓内热量传递的数学模型,对冷却通风过程中粮仓内温度的变化进行了模拟研究。模拟结果表明：冷却前沿移动速度很快,而且粮堆中存在着明显的分层现象,经过一段时间（24h左右）的冷却通风,粮堆温度降到13.5℃左右。     

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...     

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。     

太阳能蓄热单元蓄热过程的数值模拟与优化

基于均匀设计方法设计了6个太阳能蓄热装置,将石蜡RT110作为相变材料封装于带内翅片的圆柱管蓄热单元内,建立蓄热单元模型并对其蓄热特性进行研究.结果表明:蓄热单元结构及尺寸对相变材料的蓄热速率有较大影响,并且较小的蓄热单元内径、较多的翅片和较大的翅片高度可以显著增加蓄热量;蓄热单元各因素的二阶交互作用对蓄热单元蓄热能力的影响也很大,其中翅片厚度与翅片个数、圆柱内径协同影响蓄热单元的蓄热能力.     

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。