食品粉体螺旋输送荷电特性数值模拟

目的 研究食品粉体螺旋输送的荷电特性,为食品粉体除静电技术提供理论基础。方法 基于EDEM中“Tribocharging”摩擦充电模型以及“Hertz-Mindlin(noslip)”接触模型,用SolidWorks软件建立螺旋喂料结构三维模型并导入EDEM软件;以小麦粉为仿真材料,对同一转速、不同粒径或同一粒径、不同转速下的颗粒荷电过程进行模拟仿真。结果 在螺旋轴转速为100r/min等距螺旋输送仿真条件下,粒径为0.1、0.2、0.3mm小麦粉体颗粒的平均荷质比分别为1.43、1.6、2.45nC/g;粒径为0.3mm的小麦粉颗粒,在螺旋转速为80、100、120 r/min仿真条件下,平均荷质比分别为2.68、2.45、2.26 nC/g;带电颗粒主要集中在与料筒和螺旋体接触的区域,出料口中间区域存在带电量较少或不带电的颗粒。结论 小麦粉等距螺旋输送,颗粒的平均荷质比随粒径增大而增大,随螺旋轴转速增加而减小,为粉体除静电技术提供了参考。     

正压开放式气力输送水泥的流动特性

针对目前大宗正压开放式气力输送粉体过程中出现的料位低于临界料位值后会出现大面积腾涌、输送效率大幅度下降的问题,以山东省莒县某大型水泥钢板仓为研究对象,通过相似理论模拟设计开发开放式气力输送仓泵,并据此建立开放式气力输送系统;在该系统上以水泥粉体为输送物料,压缩空气为输送动力进行实验研究。结果表明:正压开放式气力输送过程中,固体质量流率、压力损失随料位的减小出现先增大后减小的趋势,拐点处对应的料位为临界料位。同时,研究发现临界料位随气体表观速度与平均固气质量比的增大呈减小趋势。     

一种新型粉体分散装置的实验研究

为了获得高质量的粉体气溶胶,开发了一种依据浮动压差原理设计的新型粉体分散装置,同时利用该装置进行不同粒径滑石粉的分散实验,分析气溶胶生成质量,考察气体压力、气流量及粉体剩余量等因素时粉体输送量的影响。该分散装置采用锥体流化板结构使物料与空气充分混合,在空气中形成有效的粉体气溶胶,并通过流量控制装置控制气体压力和流量,从而控制粉体的输送速度和输送量。结果表明,该装置能够生成粒径在2μm左右的固体气溶胶,可以通过控制高压空气流量控制粉体输送量。     

热流逸效应的抽真空特性分析

热流逸效应可输送气体并产生压力差,可利用其抽真空。本文建立了描述热流逸效应及其抽真空泵送特性的数学模型,以空气为例探讨了气体流态(努森数)、微通道特征尺寸和径长比以及温差等参数对压力比、净质量流量、抽速和无量纲抽气时间的影响。结果表明,压力比、净质量流量、抽速和无量纲抽气时间均随温差的增大而增大,但过大的温差对提高流量不明显且使抽真空达到稳态过程变得相对缓慢,应根据实际条件确定适宜温差。净质量流量和抽速随努森数增大而减小,且在过渡流区域还受径长比的影响;压力比和无量纲抽气时间在过渡流区域随努森数增大而增大,但在自由分子流区域与努森数无关;故应根据实际需求权衡净质量流量与压力比以确定适宜的热流逸发生条件、并控制气体流态来调整抽气特性。     

SLG型粉体表面改性机的温度调控规律

为系统研究改性腔的温度调控规律,在SLG-200型粉体表面改性机上搭建温度自动测控系统,实现对改性腔温度的自动监控和对"风门/料门开度"的计算机调控;建立以"风门/料门开度"为输入变量、以"改性腔温度"为输出变量的静态模型和传递函数模型,探究了空载运行条件下改性机"风门/料门开度"对温度的影响规律。实验结果表明:在空载运行条件下,"风门/料门开度"的变化对改性温度的调节作用是非线性的,风门开度的有效调节范围为20%～80%;风门比料门的开度变化对温度的调节作用更显著;风门开度由小变大时,传递函数的增益先增大后减小,特征时间常数先减小后增大。     

pVTt法气体流量标准装置开关阀时间系统差补偿方法

针对pVTt法气体流量标准装置中开关阀影响喷嘴流出系数的测量结果的问题,分析了pVTt法气体流量标准装置中高真空蝶阀和高真空球阀的流通面积与开度的关系,分别推导了2种阀门的质量流量随时间变化的计算公式,并计算了2种阀门最佳的计时位置。设计了一套实验装置对2种阀门最佳的计时位置进行了验证,结果表明:所用蝶阀和球阀的最佳计时点分别位于阀门打开4.5°和2.5°的位置。     

TiCN超细粉末的制备工艺研究

采用湿式高能球磨法制备超细TiCN粉体,考察不同球磨时间下粉体粒度的分布情况,分析球料质量比和球磨时间对TiCN粉体粒度的影响,并利用扫描电镜观察制备粉体的形貌。结果表明:随着球料质量比和球磨时间的增加,TiCN粉体平均粒径均出现先减小后增大的趋势,当球料质量比为8∶1时,球磨50h可获得平均粒径为0.84μm的类球形TiCN粉体。     

CaCO3粉体气流粉碎/静电分散粒径分布规律研究

气流粉碎是近年来发展起来的一种新型微纳米粉体制备技术,然而采用该方法制备的粉体在一定程度上会自发团聚形成团聚体。将静电分散与气流粉碎相结合,研究了不同粒径的原始粉料经气流粉碎/静电分散方法处理后的粒径分布以及粒径随时间的变化关系,得到了气流粉碎/静电分散中荷电电压对所制备粉体粒径分布的影响规律和颗粒荷电分散的时效性,结果表明荷电电压越高粉体分散性越好,经J/E处理后粉体粒径随时间变化关系满足d=Aet/B+d0。     

双模式消声器流体动力特性试验与数值模拟

为了探索双模式消声器的工作特性,设计共振腔式双模式消声器,测量不同入口气流流速条件下阀门的开度、消声器压力损失及出口声压。重点研究消声器入口流速、阀门开度、消声器压力损失之间的变化关系,讨论阀门打开和阀门关闭两种状态对消声器出口气流再生噪声的影响。试验结果表明:阀门开度随消声器入口气流流速的增大而增大,但成非线性;双模式消声器压力损失以及出口处的气流再生噪声都随着气流流速的增大而增大,但与无阀门设计的消声器相比,消声器压力损失和出口气流再生噪声均较低,并且压力损失降低的幅值随气流流速的增大而增大。在试验的基础上建立消声器内流流动三维稳态数学模型,并针对试验工况进行数值模拟,获得消声器内流场的压力、速度分布特性。仿真与试验结果基本吻合。     

基于CFD电子膨胀阀空化及噪声特性分析

传统的节流元件（如毛细管等）越来越不能满足空调器的需求,而电子膨胀阀以其调节范围宽等优点被广泛应用。在空调运行过程中电子膨胀阀同样伴随着噪声的产生,本文基于数值计算对不同开度下电子膨胀阀的流场特性进行研究,得到了流场的分布规律和空泡的产生特点,最终得到以下结论：随着阀门开度的增大阀内流量从0.01499 kg/s增大到0.02431kg/s;流场的最大流速随阀门脉冲数的增大而增大,而阀门喉部压降随阀门开度增大而减小;空泡主要在下游产生,且随阀门开度的增大流场中空化现象逐渐减弱;当阀门开度从100脉冲增大到150脉冲时,流场的最大噪声从113.86 dB增大到122.01 dB。     

变流量制冷系统中频率与电子膨胀阀开度的协同控制研究

针对变流量(VRF)制冷系统控制中的滞后或超调现象,本文以变频滚动转子式制冷系统为研究对象,分别通过改变压缩机频率与电子膨胀阀开度,建立了两者单独控制下的曲线拟合模型,并对不同工况下两者的同步控制方法进行了实验研究。结果表明:过热度随膨胀电子膨胀阀开度的增大而减小,在电子膨胀阀开度为28%～32%与频率为44.5～46.5 Hz时,过热度控制难度上升,通过调节冷冻水温度可改善这一状况;在一定的工况下,通过控制质量流量,可以得到频率与电子膨胀阀开度的关系式,实现电子膨胀阀开度与压缩机频率的同步控制,使系统迅速达到稳定状态。     

快递末端配送体系的问题分析及优化研究

目的 针对粉体螺旋输送时物料含气导致的物料密实度不足、包装机工作效率低等问题,设计一种变螺距螺旋来达到密实粉体、提高螺旋输送效率的目的。方法 首先通过气体容积法,测定粉体物料的压实密度,由粉体螺旋输送过程中密度流量关系式,计算得出在转速、螺旋叶片直径一定时,达到压实密度的最小螺距。然后在输送长度确定的情况下,运用等差设计原则,计算出密实段变螺距螺旋的设计参数。最后进行三维建模及仿真分析,对所设计的螺旋进行优化。结果 设计出了三段式变距螺旋,相较于等螺距螺旋,输送过程中物料密度增加了6.541%,螺旋输送质量流量提高了2.475%。结论 验证了通过变螺距螺旋来达到密实粉体的可行性,提高了螺旋输送效率,为螺旋输送过程中粉体脱气方法提供了参考。     

N2-COIL的氧发生器水汽诊断

在氧碘化学激光（COIL）系统中，水汽是影响激光器输出功率的最重要原因之一，因此测控氧发生器（SOG）出口气流中的水汽含量非常重要．文中利用吸收和发射光谱法对方管式射流氮气氧碘化学激光器（N2-COIL）的氧发生器分别进行了水汽含量测量．测量结果显示，在保持氯气流量一定的前提下，该发生器正常工作状态下水汽百分含量小于9％，且随氧发生器的总压的增加而减小，随氮气流量的增大而增加．该结果表明，气体流速是引起水含量变化的主要原因．     

外加电压对明胶膜液荷电与润湿性能的影响及其预测模型

目的 探究不同荷质比明胶溶液的润湿性能,并建立预测模型。方法 以明胶可食涂膜为研究对象,利用感应荷电施加外源静电场以改善膜液润湿性能,探究电场电压对明胶液滴荷质比与表面张力,以及液滴在疏水表面接触角的影响,并通过机器学习建立荷质比与表面张力/接触角之间预测模型。结果 随着电压升高,明胶液滴荷质比不断增大,且仅以司盘20为表面活性剂（tw0组）时液滴具有最高的荷质比（-50 nC/g）。在0～7 kV内,明胶液滴的表面张力随电压升高从35.99～40.65 mN/m降至31.38～35.65 mN/m,其中tw0组表面张力下降最为明显。明胶液滴在石蜡表面的接触角也随电压升高而减小,在表面活性剂吐温20与司盘20质量比为1∶1时具有最小值,即电压7 kV时接触角为64.99°。深度神经网络预测模型决定系数接近于1,均方误差小于0.08,平均绝对误差小于0.15,具有最好的预测效果。结论 静电喷涂能够有效改善膜液在食品表面的润湿性能,利用深度神经网络能够建立膜液液滴荷质比与表面张力/接触角的良好预测模型。     

球磨法制备超细碳化硅粉体

以低品位碳化硅粗粉为原料,通过球磨工艺制备高性能超细碳化硅粉体,研究球磨时间、球料质量比、转速等球磨参数对碳化硅粉体微观结构及性能的影响。结果表明:随着球磨时间、球料质量比、转速的增加,碳化硅粉体的粒度逐渐减小,粉体振实密度不断减小,但是碳化硅粉体形成的圆锥高度逐渐增大,即碳化硅粉体的流动性逐渐变差;随着球磨时间的延长,X射线衍射强度减小,衍射峰宽化显著增加,说明通过球磨细化了碳化硅的晶粒度;最佳球磨参数是转速为200 r/min,球料质量比为10,球磨时间为40 h。     

新型横向极板电除尘器中荷电粒子的驱进速度

为了探讨新型横向极板电除尘器中荷电粒子驱进速度的变化规律,通过对荷电粒子进行受力分析,得到理论驱进速度的表达式;通过改变外加电压、除尘电场平均气流速度、异极距等参数进行除尘实验,根据多依奇公式,由除尘效率反推出荷电粒子的有效驱进速度,探讨各因素对有效驱进速度的影响规律。结果表明:在正常工作电压范围内,荷电粒子的有效驱进速度随着外加电压的增大而增大;随着除尘电场平均气流速度、异极距的增大,荷电粒子的有效驱进速度呈先增大后减小的趋势;通过对不同条件下荷电粒子的理论驱进速度与有效驱进速度进行拟合,得到半经验驱进速度表达式。     

强力混合机进料口的诱导气流和产尘机理

针对强力混合机物料进料口的产尘问题,建立了CFD-DEM耦合仿真模型并进行了实验验证;研究了进料口诱导气流的变化规律,分析了物料的下落高度、质量流量对进料口诱导气流的影响,揭示了进料口的产尘机理;对比了膨润土、铁精粉及其混合物(二者质量比为1∶1)这3种不同物料的产尘特点。结果表明:进料口物料下落过中的气固耦合过程分为垂直下落、挤压碰撞和扩散3个阶段,诱导气流是产尘的决定性因素;诱导气流速度与物料质量流量成幂函数关系,诱导气流速度均随着质量流量的增大而增大;幂指数范围为0. 69～0. 79,落料高度越高,幂指数越大;在3种物料中,膨润土物料下落时的产尘量最大。     

粉体堆积空隙率对介电常数的影响

通过对不同粒级的石英、方解石、滑石、硅灰石等粉体进行介电性能测量，获得不同频率激励下的电容值和损耗值，分析了粉体粒度及空隙率对粉体堆积态介电常数之间的变化关系。实验结果表明，堆积体空隙率随粒度的增大而提高，堆积态介电损耗随粒度增大而减小，即介电损耗随堆积体空隙率减小而增大。     

工艺参数对熔盐法合成铌酸锶钡粉体的影响

研究了工艺参数对熔盐法制备铌酸锶钡粉体晶粒尺寸和形貌的影响。发现合成温度、反应时间及盐的用量能较显著地影响晶粒的形貌和尺寸。在以K2SO4为熔盐中,晶粒随着温度的升高而增大,当盐料比大于1时,随着盐料比的增加合成晶粒尺寸增大。在1300℃时,重点讨论了不同反应时间所合成粉体--的形貌和尺寸大小差异。随着反应时间反应延长,晶体的各向异性先增大后减小,而所合成粉体的物相组成并未发生变化。     

斯特林制冷机排出器气动力特性研究

基于排出器动力特性的矢量分析,针对1台2 W@80 K双驱动分置式斯特林制冷机,开展实验,研究压力波动、运动阻尼和固有频率随制冷温度的变化,分析了其对制冷机性能的影响.结果表明:制冷温度降低时,压差和压力-位移相位角均呈减小趋势,膨胀腔功减小;排出器运动阻尼随制冷温度的降低而增大,导致蓄冷器压降增大,冷腔内平均压力降低,气动力减小,气动力与排出器位移夹角减小,排出器行程减小,膨胀腔理论制冷量减小;低温下膨胀机内气体弹性刚度增大,其固有频率增大,向运行频率接近,伴随电机驱动力下降;压缩活塞通过其运动产生的气流压力波对排出器的运动产生影响,排出器则通过其运动产生气流的质量分配和动量分配影响气体弹簧刚度和气流阻尼来反作用于压缩活塞.