果粒饮料盒中袋灌装阀阀道结构分析与优化

目的为了确定盒中袋灌装阀阀道结构以及阀芯下降高度,对盒中袋灌装阀进行流体流场仿真计算。方法运用Fluent软件对盒中袋灌装机的灌装阀阀道结构进行流场分析,根据流速场以及压力场的分布,找出应力集中区域,进行了结构优化;再运用Fluent软件对阀芯下降不同高度数值后,进行模拟仿真,根据阀芯下降不同高度时流速场与压力场的变化,找出最佳高度。结果得到了优化的结构工艺参数以及合适的阀芯下降高度。结论阀型拐角θ1和θ2为30°,阀芯下降高度为3 mm时,物料在阀道中的流动状态最合适。     

液压滑阀阀芯结构对流场的影响

目的滑阀结构对阀流场有直接影响,为提高滑阀性能,对不同阀芯结构阀流场进行分析。方法采用U型、三角型和无节流槽3种阀芯结构,利用ADINA软件流固耦合模块,对3种阀芯的滑阀流场情况进行分析计算,研究阀流道内流体流速和压力分布情况。结果在进口处具有较高的流速,无节流槽阀芯在阀口处速度降低最大,U型节流槽阀芯在阀口处速度降低最小;U型节流槽阀芯在整个流道内压力变化较小,无节流槽阀芯在整个流道内压力变化最大。结论阀芯开设节流槽可以明显改善阀流道内流场分布情况,改善阀的性能,其中U型节流槽阀芯具有良好的性能。     

高粘稠物料在灌装阀体内的流动状态分析

根据灌装高粘稠物料的活塞式灌装机的结构和参数,利用软件Proe/E建立了三通阀及进出料口内流道的三维几何模型。应用前处理软件Gambit进行网格的划分、细化,然后对出料口在Fluent中进行计算研究,应用CFD对活塞式灌装机的阀和活塞的运动关系进行分析,并对阀芯运动到不同位置时的流速、压力,以及高粘稠物料的湍流强度进行了分析,获得了阀在不同位置时,不同流量下受到的湍流强度、流速、流量系数与流量、角度之间的关系。对高粘度物料的灌装和结构参数优化具有一定的借鉴意义。     

不同结构均质阀内流场的数值模拟与对比研究

根据相关实验数据,应用商用CFD软件Fluent对Stansted均质阀、射流均质阀、倒Z环均质阀内部流场的压力和速度等参数进行数值模拟研究.结果表明:任何一种均质阀流场内,压力骤减均发生在流道最窄处的始端附近,在流道最窄段均质压力沿流道释放;压力梯度不能唯一决定均质破碎效果;在流道最窄段的始端位置,速度变化与压力骤变...     

基于MEMS技术的三明治结构被动阀微泵研制

为解决微泵自吸困难、难以实现流速精确控制等问题,利用MEMS技术研制出具有三明治结构和两被动阀的压电驱动微泵,其中泵腔、泵膜和阀片分别由硅、聚二甲基硅氧炕（PDMS）和SU-8构成．从理论上,分别对气体和液体微泵的工作原理、被动阀性能以及结构参数对微泵工作性能的影响进行了分析．综合两类微泵特点,提出了气液两用微泵设计方案、工艺流程及其优化方案．在不同驱动电压条件下测试了具有不同形状泵腔、不同阀口尺寸和不同类型阀片结构的微泵．实验结果表明,该微泵可用于气体和液体介质,气、液体的最大流量分别达到53．6mL／min和1280μL／min;泵腔高度影响到微泵的体积压缩比,是影响微泵自吸的一个重要因素．该泵具有结构简单、自吸、低成本、易于加工及操作方便的特点．     

烟支吸附装置流场分析与优化设计

目的 针对烟支传递与包装平稳性差的缺点,采用计算流体动力学（CFD）方法对烟支吸附通道内部流场进行三维数值分析。方法 研究关键部位流动特性,分析流速、压力分布及湍流耗散,提出结构改进方案。结果 流场压力和流速在烟支吸附口与风机连接位置分布不合理,拐角处湍流动能高,烟支吸附口至风机位置压力损失为5 268 Pa。风机管道存在逆压梯度,产生气流漩涡,压力损失值为14 000 Pa,高于工业需求。优化模型中,风机管道包含2个拐角时,压力损失降低了7 000 Pa,烟支吸附效果提升了350%。风机管道包含一个拐角时,压力损失降低了6 200 Pa,烟支吸附效果提升了390%,通道流场分布合理性得到改善。结论 基于仿真结果,优化风机与出风口管道连接方式,通过流场分析可为烟支吸附装置的优化设计提供一定技术支持。     

基于格子-大涡理论的高频换向阀压力特性研究

为揭示高频换向阀的阀口压力特性,降低压力损失,采用格子Boltzmann方法,并结合大涡理论模拟高雷诺数下的阀口流体流动。建立基于格子-大涡理论的高频换向阀格子模型,模拟阀不同尺寸参数下的阀口特性,得出进油腔体积和最大过流面积均对阀口压力有较大的影响,且对于一定的最大过流面积,开口度对阀口压力影响最大。结果表明格子Boltzmann方法具有准确、计算效率高等优点,可以应用于液压激振系统的分析研究。     

结构损伤检测的人工鱼群算法

结构损伤检测实际上属于系统识别的问题,其最终目标是识别结构损伤前后物理参数的变化。可利用实测结构模态参数建立方程求解得到结构物理参数,该过程在数学上往往转化为求解约束优化问题。由此,尝试采用人工鱼群算法来求解这类大型土木工程约束优化问题,首先介绍了算法的参数定义、行为描述及算法流程,然后利用经典测试函数对算法计算性能进行测试,最后给出了结构损伤识别这类约束优化问题的目标函数并通过数值仿真验证了该算法的有效性和鲁棒性。考虑测量噪声影响并通过不同损伤工况的数值仿真,研究结果表明,人工鱼群算法能有效地检测出损伤单元所处位置和损伤程度,因而将其应用到结构损伤检测领域是可行的。     

基于工序集的多阶段混合流水车间调度问题研究北大核心

针对砂型铸造车间包含并行工序集与批处理集的多阶段调度问题,总结了该类问题的特点和难点,构建了以最小化最大完工时间为优化目标的多阶段混合流水车间调度模型,采用了一种改进人工蜂群算法求解该模型。在算法中提出了基于插入原理与前驱工序释放时间的分段解码方法来有效利用机器空闲时间段,并引入了动态触发邻域机制增强算法的局部搜索能力,最后通过仿真实验验证了本文算法,解决此类问题的可行性和有效性。     

基于工序集的多阶段混合流水车间调度问题研究

针对砂型铸造车间包含并行工序集与批处理集的多阶段调度问题,总结了该类问题的特点和难点,构建了以最小化最大完工时间为优化目标的多阶段混合流水车间调度模型,采用了一种改进人工蜂群算法求解该模型。在算法中提出了基于插入原理与前驱工序释放时间的分段解码方法来有效利用机器空闲时间段,并引入了动态触发邻域机制增强算法的局部搜索能力,最后通过仿真实验验证了本文算法,解决此类问题的可行性和有效性。     

基于CFD的舌簧排气阀流动特性研究

气阀是活塞式压缩机最为关键的部件,其工作性能直接影响压缩机的能效。本文首先对气阀的流动特性进行分析,然后基于CFD的方法,在Fluent中模拟了舌簧排气阀稳态和瞬态流动时的压力场、速度场的分布,对造成气阀压力损失的流截面比、扩散角以及阀片升程这些因素进行分析。研究表明:较小的通流截面比和扩散角有利于减小气阀压力损失;较大的阀片升程虽然能降低阀隙速度,明显减小气阀压力损失,但是过大的升程不能有效降低压力损失,反而会增加阀片的磨损,减少阀片的使用寿命。最后,论文以某型号压缩机为例,实验验证了仿真分析结论的正确性。通过对舌簧排气阀流动特性的分析,为气阀优化设计、提高气阀效率提供了参考依据。     

Multi-objective optimization of combined Brayton and inverse Brayton cycles using advanced optimization algorithms

This study explores the use of teaching-learning-based optimization (TLBO) and artificial bee colony (ABC) algorithms for determining the optimum operating conditions of combined Brayton and inverse Brayton cycles. Maximization of thermal efficiency and specific work of the system are considered as the objective functions and are treated simultaneously for multi-objective optimization. Upper cycle pressure ratio and bottom cycle expansion pressure of the system are considered as design variables for the multi-objective optimization. An application example is presented to demonstrate the effectiveness and accuracy of the proposed algorithms. The results of optimization using the proposed algorithms are validated by comparing with those obtained by using the genetic algorithm (GA) and particle swarm optimization (PSO) on the same example. Improvement in the results is obtained by the proposed algorithms. The results of effect of variation of the algorithm parameters on the convergence and fitness values of the objective functions are reported.     

盒中袋灌装阀阀口流场分析与结构优化

为了确定盒中袋灌装阀阀芯下降高度,对盒中袋灌装阀进行了流体流场分析计算。用Gambit软件网格前处理了灌装阀通道模型,基于标准k-ε湍流模型,对灌装阀进行了内部流场数值模拟。计算模拟了不同阀芯下降高度对内部速度压力云图的影响,分析了下降高度对灌装速率以及密封的影响。通过Fluent数值计算对灌装阀进行了流体分析,为灌装阀的优化设计提供了理论依据。     

中心小流量上开阀式灌装阀

目的为了提高灌装设备的灌装精度,解决灌装过程中的喷溅问题。方法根据现有上开阀式灌装阀的结构特点,创新设计一种中心小流量上开阀式灌装阀。该灌装阀通过活塞头的下锥面与活塞密封板形成锥面密封,构成柱塞高位的内密封结构,且在活塞头上设计由横向导流孔和中心导流孔所构成的小流量通道。结果该灌装阀小流量流速稳定,灌装精度易于控制,工作时无喷溅现象,不仅适用于普通液体物料的包装,也可用于粘度大的膏状物料的灌装设备。结论经大量实践证明,该灌装阀具有结构合理、可靠性高、适用范围广等优点,并具有良好的推广价值和经济效益。     

A Study on the Estimation of Prefabricated Glass Fiber Reinforced Concrete Panel Strength Values with an Artificial Neural Network Model

In this study, artificial neural networks trained with swarm based artificial bee colony optimization algorithm was implemented for prediction of the modulus of rapture values of the fabricated glass fiber reinforced concrete panels. For the application of the ANN models, 143 different four-point bending test results of glass fiber reinforced concrete mixes with the varied parameters of temperature, fiber content and slump values were introduced the artificial bee colony optimization and conventional back propagation algorithms. Training and the testing results of the corresponding models showed that artificial neural networks trained with the artificial bee colony optimization algorithm have remarkable potential for the prediction of modulus of rupture values and this method can be used as a preliminary decision criterion for quality check of the fabricated products.     

圆形压电单晶片驱动式主动阀泵实验

为解决微泵截止性低和回流等问题,利用有限元分析法,建立了微小型圆形压电单晶片驱动式主动阀的结构数学模型,分析了阀口厚度和阀口间隙对阀腔内流场分布和压强损耗的影响,为优化圆形单晶片驱动式微小型主动阀泵的结构提供了依据.并且利用自身设计制作的圆形单晶片驱动式微小型主动阀压电泵（直径35mm）进行了分析验证.结果表明,在阀口厚度一定时,随着电压的升高,压电振子的振幅增大,主动阀的截止性升高,回流减少,流量升高.当阀口厚度为200μm、阀口间隙为30μm、电压为150V时,其流量达到38mL/min.