基于康达效应的热缩烘箱流场分析及结构优化

目的对壁纸包装机烘箱进行建模与分析,优化烘箱结构。方法基于流体力学,建立热收缩烘箱的能量方程和运动学方程。通过数值计算得到烘箱流场分布及仿真云图,进而研究烘箱喷口、底面、回风口的流场分布及对热缩性能的影响。基于计算结果,进行回风口尺寸和结构的改进与优化,对多种拟定的改进结构进行分析计算,提取计算数据并对比确定相对最优模型。结果将确定的最优改进模型加入烘箱中进行整体模拟计算,提取优化后的计算数据,完成结构优化设计。结论优化后的壁纸包装机烘箱结构在一定程度上改进了原结构中存在的不足,能够较好地满足壁纸包装工程中的工艺需要。     

离心-温度复合试验箱温度场模拟分析

对离心-温度复合试验箱中离心环境对温度场均匀性影响进行了模拟研究,并分析了结构条件对温度均匀性的改善效果。研究了离心-温度复合条件下的控制方程,以此为基础采用有限元分析的方法,对不同结构条件的温度场分析了温度均匀性差异,并提出了进一步改善温度均匀性的方法。结果表明,离心环境下的科氏力对空气流场轴向运动的影响会导致试验箱内温度均匀性差异,试验箱中加入风扇和导流装置能够有效改善内部温度均匀性。     

真空系统内一种加热器温度场分布有限元分析

为了提高真空系统内一种加热器的温度场分布均匀性,利用有限元分析方法,借助ANSYS Workbench仿真温度场,通过对单圈钨丝结构外加圆倒角釜结构上的改进,确定了获取均匀的温度场的方法。在电阻丝加热功率为45 W,对直径50.8 mm的蓝宝石晶元加热温度均达到200℃的情况下,分别对两种加热器进行了仿真分析。结果表明:单圈钨丝结构外加圆倒角釜的加热器对晶元加热的温度场均匀性较差,温度差异为41.13℃。多圈钨丝螺旋结构外加抛物面釜对晶元加热的温度场均匀性较好,温度差异仅为2.30℃,可作为真空系统内一种理想的高均匀性加热器结构。对GaN阴极均匀性的检测表明:通过改进加热器结构,使得制作的GaN光阴极发射不均匀性由原来的28%改善为小于10%。研究成果为真空系统内部加热器的优化改进提供技术支撑。     

基于有限元的吊舱内部温度场仿真分析与优化

针对某飞行试验项目机载吊舱内部对吊舱内部温度控制的要求,该文提出了一种新的实现形式,通过有限元仿真方法对吊舱的热载荷及内部温度场进行分析,得到了吊舱内部空气流动速度和温度分布信息。根据分析结果对吊舱内部设备布局和吊舱结构进行改进,实现对吊舱内部温度场均匀性进行优化的目标。通过飞行试验实测数据可知,基于有限元仿真方法开展的吊舱热载荷及内部温度场分析可以较好地反映吊舱内部的温度场,从而达到优化温度场的目的。     

飞机复合材料制件热压罐成型温度场均匀性优化方法

针对热固性复合材料制件热压罐成型过程中,工装结构优化和降低升温速率等温度场均匀性优化方法的不足,提出了在"温度低谷"区域添加加热器来提高温度场均匀性的方法。通过温度场模拟确定加热器的个数、安放位置,并求解各个加热器的功率密度,实现对"温度低谷"区域的热量补偿,提高温度场的均匀性。通过实例分析,将热量补偿前的温度场和补偿后的进行对比,最大温差从20℃降低到6.5℃,温度场均匀性有了很大的改善。     

烟用恒温干燥箱温度场均匀性研究

以烟用恒温干燥箱为研究对象,介绍干燥箱的基本原理和结构。通过CFD数值模拟和试验的方法对干燥箱的流场进行研究。采用SOLIDWORKS三维建模软件建立干燥箱的结构图,利用FLUENT软件仿真得到恒温干燥箱达到稳定状态时的温度场、压力场和流速场。恒温干燥箱内9个测量点的温度和风速测量值与数值模拟结果吻合较好,验证了数值模拟模型的正确性。而恒温干燥箱内部温度场的均匀性是干燥箱主要的性能指标之一,研究发现叶轮转速对干燥箱温度均匀度有较大的影响,合适的转速有利于改善干燥箱内温度场的均匀性,为干燥箱的优化设计提供参考依据。     

印刷机进风系统的结构分析与优化

目的研究凹印机烘箱进风管道的结构,以减少管道内的涡流,提高热风流动均匀性。方法建立烘箱结构的三维模型和进风管道的流体域,确定进风系统管道结构数值模拟的可行性研究方案。设计制作烘箱管道结构的实验模型。验证理论研究和数值模拟结果的正确性。结果实验结果表明,流场的速度及压力特性与数值模拟的特征结果具有较好的一致性。结论通过三维结构建模、仿真分析和实验验证,提高了管道的热风效率,节约能耗效果显著。     

枕形袋式气调包装气体置换过程三维流场模拟

目的 研究枕形袋式气调包装气体置换过程的三维流场, 改进气体置换装置的结构。方法 以BBFG-120枕式包装机为物理模型, 设计一种枕形袋式气调包装机气体置换新结构; 建立传统结构与新结构气体置换装置的物理和数值模型; 使用Gambit建立分析模型并划分网格, 应用Fluent软件对气体置换过程进行模拟分析; 建立评价气体置换装置性能的指标, 分析气管置入位置与气管数量对气体置换性能的影响。结果 相较于传统结构, 新结构具有气体置换率较高、 气体耗气量较低、 气体流动平稳和压力分布均匀等特点。结论 新结构在各方面的性能均优于传统结构, 为袋式气调包装机的设计提供了参考。     

BWBZX-1保温包装箱设计与验证

目的根据某产品性能特性设计BWBZX-1保温包装箱,并进行验证。方法首先提出BWBZX-1保温包装箱的设计方案,然后通过数值模拟分析结构材料热物性参数对包装箱的温度场和传热特性的影响,用以对初设包装箱结构进行优化,最后通过环境试验进行验证。结果产品、包装箱内外壁、底板、法兰、底座材料不易变更,只宜优化上保温层、下保温层和连接件的热物性参数,使最终包装箱温度场满足了产品使用要求。结论 BWBZX-1保温包装箱温度场数值模拟结果与实验温度实测结果相符较好,经过温度场数值模拟和温度实验验证,BWBZX-1保温包装箱保温性能满足设计指标要求。     

CFRP感应加热线圈中心区域温度场

感应加热技术是实现碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)低能耗高效固化成型的有效方法,提高CFRP感应加热温度场均匀性是保证成型质量的关键,而线圈中心区域温度场均匀性是保证材料整体温度均匀性的关键。根据电磁加热原理建立了CFRP有限元多场耦合的分析模型,通过对模拟计算和实验过程的温度场升温及分布情况的对比分析,证明了本仿真可以准确模拟CFRP感应加热温度场分布。根据图像的熵值理论将温度场均匀性通过熵值大小进行表示,实现了CFRP感应加热温度场均匀性的量化分析,并通过有限元模型计算研究了线圈直径及线圈与材料间距对线圈中心区域温度场均匀性的影响,得到了中心区域温度场均匀性与线圈直径及材料间距之间的关系曲线,为组合式线圈均匀加热CFRP提供了线圈直径及材料间距大小选择的理论依据。      

基于PLC的壁纸包装控制系统设计

针对传统的壁纸包装技术存在浪费人力和财力的缺点,分析了壁纸包装机的工作原理,在此基础上,提出了使用三菱公司FX2N系列的PLC作为系统的主控制器,并讨论了控制系统的硬件配置、输入/输出点分配以及软件设计方法。研究结果表明:应用PLC和人机界面进行壁纸包装机控制系统的设计,使得系统控制灵活,运行可靠,降低了成本,具有较好的实用性。     

SPR+UPS+UPR并联机构的逆运动学和工作空间分析

目的 获得悬浮烘箱内具有提高风场均匀性和风刀出口气流均匀性的导流板结构,完成烘箱体结构优化。方法 采用SolidWorks软件对烘箱风室的流体域进行建模,提取现场测试数据作为边界条件,利用Fluent软件完成风室稳态流场的仿真计算。根据计算结果提出结构优化方案,并将优化结果进行对比。结果 加入导流板结构后,烘箱风室风场和风刀出口处气流的均匀性均得到了提高。提出的4种结构优化方案中,加入曲线型导流板的风室风场更为均匀,各风刀出口处气流的平均速度均方差由0.25降至0.03,总体平均均匀度由80.7%提升至92.3%。结论 曲线型结构导流板的导流效果优于直角型结构的导流板,能有效提高风室风场和风刀出口气流的均匀性,保证极片烘干效果的一致性,并为烘箱体的结构优化与设计提供理论基础。     

基于PLC的三伺服枕式包装机控制系统设计

目的为了提高枕式包装机的自动化程度,提升其控制系统的通用性和可移植性。方法系统采用欧姆龙PLC CPU-CJ2M和运动控制模块CJ1W-NC414作为控制系统核心,配合伺服系统以及光电传感器等先进技术,实现包装机三轴的同步控制。温控部分采用CJ1W-TC001温度控制单元实现包装机横封和纵封的温度精确控制,并通过威纶TK6050IP触摸屏对整个控制系统进行实时监控、参数设置以及在线显示。结果该控制系统成功实现了枕式包装机的全自动控制,以及运行状态监控、包装参数设置。结论该系统成功应用于三伺服枕式包装机中,提高了包装机的包装精度、速度以及自动化程度。     

PCA图像融合算法在包装机涂胶检测中的应用

目的为解决卷烟厂包装机烟盒涂胶检测中,单一的可见光相机或红外相机对于涂胶的有无、位置、面积、均匀性等难以同时检测的问题,文中采用PCA图像融合算法作图像预处理,用于FX-2型包装机视觉检测系统。方法检测系统需要在涂胶检测处安装红外相机,同时捕获可见光图像和红外图像,然后将可见光图像与红外图像作主成分分析,替换主成分分量后进行图像融合,最后将融合后的图像输出至后端处理系统。结果实验证明,融合后的图像纹理细节丰富,同时包含了边缘信息与温度信息,对比度高,可检测性强。结论 PCA图像融合算法在涂胶检测的前端处理中非常有效,融合后图像经过后端处理,可以快速检测出包装纸上涂胶的有无、位置、面积以及均匀性,嵌入FX-2型包装机视觉检测系统后,可实时检测出涂胶不合格的包装纸。     

基于DSP的果蔬包装机控制系统设计

目的 为了提高果蔬产品的包装质量和包装效率,设计一种果蔬包装机控制系统。方法 基于DSP设计一种果蔬包装机控制系统,介绍果蔬包装机的基本结构和工艺流程,在此基础上,结合触摸屏和DSP给出控制系统硬件结构,包括触摸屏、DSP控制模块、温度控制模块、IO信号采集模块以及伺服驱动系统等。同时开发全自动果蔬包装机运动控制系统软件,包括人机界面和控制系统主程序的设计。最后,将该控制系统移植到传统果蔬包装机,并进行实验研究。结果 实验结果表明,良品率能够达到98%,包装机运行稳定,包装效率高。结论 所述基于DSP的果蔬包装机控制系统,满足包装工艺要求,整体性能良好。     

The Use of a Microwave Extraction System for High Temperature Testing of Food Contact Materials

The suitability of using a commercially available microwave extraction system equipped with a feedback temperature controlling mechanism for high temperature testing of food packaging materials was studied. The variables studied included sample heatup time, uniformity of temperatures obtained in replicate samples within the microwave oven chamber, uniformity of temperatures obtained for independent runs under a given set of temperature/ simulant conditions and the effect of glass in the test vessels. The food simulants examined were water, 8% ethanol in water, 95% ethanol in water and food oil. The temperatures examined were from 100 to 175°C. The system used was found to reach the set-point temperatures rapidly (within 5–15 min) and show good temperature reproducibility, both within replicate samples of a given run and replicate runs. Glass (used typically as spacers in test vessels) was shown to increase the observed temperature variability between samples slightly, but not dramatically. Pressures observed ranged from no increase in pressure for food oil at any temperature up to 175°C to an additional 87 p.s.i. in 95% ethanol at 135°C (the highest temperature to which the volatile simulants were exposed).     

货物大小自动分类包装机的设计

目的针对目前网络销售货物存在的包装效率低下、人工成本高等问题,设计一台可实现对不同尺寸货物进行自动分类的包装机。方法通过距离光电传感器检测货物的大小,将尺寸不同的货物进行分类,用机械手臂拾取分类好的货物,并放到传送带运送的盒子内,再利用气缸的运动将货物进行封装,最后利用自动打包机将封装好的货物进行外部包装。结果所设计的货物分类包装机能实现对货物进行快速分类、包装,采用气缸带动机器运动,实现了自动化控制,不需人为操作,结构更简单,操作更方便。结论货物自动分类包装机可以用于多种尺寸商品的分类、包装,既可以帮助大型商店、物流公司整理繁杂的货物,又可以帮助小型网店快速整理、包装多品种货物,提高了效率,减少了人工资源浪费。     

Heat transfer and heating rate of food stuffs in commercial shop ovens

The CFD analysis of flow and temperature distribution in heating ovens used in bakery shop, to keep the foodstuffs warm, is attempted using finite element technique. The oven is modelled as a two-dimensional steady state natural convection heat transfer problem. Effects of heater location and total heat input on temperature uniformity of foodstuffs are studied. Placing the heater at the bottom of the oven improves the air circulation rate by 17 times and 10 times than that at the top and side of the oven. But the top location provides better uniformity in foodstuff temperature than the other cases. Side location is not preferable. In the present ovens, the heating elements are located at the top. The analysis shows that if heaters are located at the bottom along with additional flow guidance arrangements, energy efficient oven configuration can be obtained.