V型条缝喷嘴切割比对速冻机钢带表面换热特性的影响

以冲击式速冻机的V型条缝喷嘴为研究对象,研究不同切割比(在V型条缝喷嘴喉部区域,喷嘴边缘被切割高度T与喷嘴纵向中心处高度K的比值,其中K=30 mm)下,改变钢带与喷嘴出口间距H与条缝宽度S之比Hs对速冻机冻结区域表面换热特性的影响。结果表明:当Hs10,切割比Ψ=0时,沿速冻机宽度方向即X方向钢带表面换热强度存在明显差异,X/S(速冻机宽度方向坐标与喷嘴宽度S之比)=0处的钢带表面Nu数明显大于X/S=150处的;当Hs10,随着切割比Ψ增加,沿X方向钢带表面换热强度差异性逐渐降低,到达临界切割比Ψ0之后继续增加Ψ,钢带表面换热强度出现逆增长;临界切割比Ψ0曲线随Hs的增加呈现先增大后减小的趋势;当Hs10,沿X方向钢带表面不同位置处换热均匀性较强,调整切割比反而降低了钢带表面换热均匀性。     

喷嘴结构对冲击式速冻设备性能优化研究进展

利用高速气流对物体进行射流冲击,使其快速冻结的设备被称为冲击式速冻设备。其中,设备的喷嘴结构是决定冻结区内流场的重要因素之一,影响着物体与周围环境的传热。文章从冲击式速冻设备喷嘴结构出发,阐述了喷嘴的倾斜角度、排列布置以及形状对冲击式速冻设备内部气流流动和换热特性的影响。板间距与喷嘴直径比(H/d)以及流体雷诺数(Red)对喷嘴倾斜角度和平均努塞尔数之间的关系起到了决定性作用;此外,喷嘴的不同形状以及不同排列方式对系统内部气流组织也有着很大的影响。     

两种喷嘴结构对冲击式速冻机流场及换热特征的影响

以速冻机中V型条缝喷嘴与平直条缝孔板为研究对象,探索了两种喷嘴结构在相同送风条件下,改变喷嘴与钢带表面间距H对速冻机内部冻结区域流场与压力场的影响,以及钢带表面的换热特征。结果表明:与平直条缝孔板相比V型条缝喷嘴沿横流方向流体流动阻力更小,当钢带与条缝出口间距H与条缝宽度S之比即Hs较小时,横流方向压力极差明显小于平直条缝孔板,此时V型条缝喷嘴出口流速均匀性高于平直条缝孔板;平直条缝孔板横流方向气流流速较大,冻品易被吹飞,不利于冻品安全有效的加工;沿横流方向,平直条缝孔板的钢带表面Nu数存在较大差异性,其平均Nu数较低,而V型条缝喷嘴的差异性较小,平均Nu数高于平直条缝孔板,因此,使用V型条缝喷嘴在钢带表面的换热均匀性更强,且换热均匀性优于平直条缝孔板。     

不同压强条件下环锭旋流喷嘴内部流场模拟

为探究在不同环锭旋流喷嘴气道入口压强条件下喷嘴内部的流场分布规律,借助STAR-CCM+与ANSYS CFX流体分析软件建立旋流喷嘴模型并进行数值模拟分析,得到在纺纱过程中旋流喷嘴内部气流的速度和压力分布云图。结果表明:空气通入气道入口的流动机制遵循涡流效应,以旋流状向纱道两端流出,向两侧流出的旋流可对纱线进行轻微解捻和毛羽的进一步贴服;喷嘴内部流场对比示意图表明入口压强对纱线受力的分布并无影响,但气流压强波动幅度随入口压强的增大而增大,波动幅度越大越利于毛羽的包裹,对纤维束的包裹作用也更强烈,但过大的气流压强会造成更多纤维的流失。     

供气压力对辅助喷嘴气流中心线的影响

为分析供气压力对辅助喷嘴气流中心线的影响,以避免出现虚假汇交现象,首先对主辅喷射气流产生虚假汇交现象进行理论分析,在此基础上利用气体流场测试装置,以泰坦TT-800喷气织机为实验平台,在改变供气压力条件下,对津田驹HTS1-9D的D型辅助喷嘴的实际流束中心线进行了测试分析。结果表明,当辅助喷嘴供气压力增大时,到达筘槽内侧的辅助喷嘴实际气流中心线与辅助喷嘴几何中心线之间的垂直距离逐渐增加。在实际织造生产中,可根据到达筘槽内侧的辅助喷嘴实际气流中心线与辅助喷嘴几何中心线之间的垂直距离的变化,来适当调节辅助喷嘴的安装高度,以避免出现虚假汇交现象,提高织造效率。     

空气压力和喷嘴设定对喷气织机断纬率的影响

喷气织机织造是纺织界杰出的织造技术之一,然而,其生产过程中的高能耗增加了织物的生产成本,导致喷气织机与其他无梭织机(如喷水织机和剑杆织机)相比,尽管具有很高的生产速度,但却很难普及。印度的大多数纺织企业也面临着生产过程中压缩空气损耗这一尖锐问题。研究旨在优化织机的空气消耗和辅助喷嘴设定,减少织机在织造过程中的断纬现象。结果表明,通过将辅助喷嘴喷射时间设定从74.88°降低到54.87°,织机断纬率降低60%,织机整体生产效率提高40%。     

喷嘴参数对喷气涡流纺内流场特性的影响研究

为明确喷气涡流纺纱的纺纱机理,研究喷嘴中喷孔数量、喷孔倾角和供气压力对喷气涡流纺内流场的影响情况,文章采用Fluent软件进行喷气涡流纺的内流场模拟分析.通过结果对比分析发现:喷孔数量和供气压力对喷嘴内流场的气流旋转运动影响较为显著,随着喷孔数量和供气压力的增加,喷嘴内气流的旋转运动显著增强,对纱线自由端纤维的加捻效果...     

喷气织机辅助喷嘴结构参数对流场特性的影响

为降低辅助喷嘴能耗,增强辅喷气流的集束性,提高生产效率和织物质量,分析了辅助喷嘴结构参数和供气压力对射流特性的影响。运用流体动力学软件Fluent对不同供气压力下单圆孔、正三角形孔和星形孔3种典型辅助喷嘴结构的三维流场模型进行数值模拟,得到在0.2~0.4 MPa供气压力下3种辅助喷嘴对称面的速度云图、中心轴线速度、耗气量及引纬速度平稳性,提出了评定辅助喷嘴综合性能的方法。并将单圆孔辅助喷嘴数值计算得到的中心线速度和径向速度与实验值进行了比较,验证了数值仿真结果的正确性。结果表明,当供气压力相同时,星形孔辅助喷嘴气流集束性、引纬平稳性最好,耗气量小,综合性能最优。     

喷孔锥度对喷气织机辅助喷嘴喷射性能的影响

为探究喷孔锥度对喷气织机多圆孔辅助喷嘴喷射性能的影响规律,课题组设计了3类等大中心环形分布喷孔辅助喷嘴,研究其流场特性。分别建立了不同喷孔锥度时3类辅助喷嘴的流场模型;利用FLUENT软件对上述流场模型进行数值模拟,得到供气压力0.3 MPa时各辅助喷嘴对称面上速度云图、出口流速中心线上速度衰减曲线图及距喷嘴出口不同距离处截面速度分布图;提取截面上速度分布数据点得到了3类多圆孔辅助喷嘴0°和10°时距出口不同距离处截面速度径向分布图。结果表明:随喷孔锥度增大,各多圆孔辅助喷嘴的喷射性能明显增强;喷孔锥度大于0°时,喷孔锥度越大各型喷嘴出口处射流速度也随之增大。课题组既分析了喷孔锥度和孔心距各自单一因素对喷嘴喷射性能的影响,又考虑了喷孔锥度和孔心距双因素对喷嘴喷射性能的影响,结果表明喷孔锥度对辅助喷嘴整体喷射性能的影响较孔心距的影响更为显著。     

辅助喷嘴结构对喷气织机异形筘内合成流场特征的影响

为提高喷气织机引纬系统的引纬速度和稳定性,采用雷诺时均方程中的k-ε双方程湍流模型分别对单圆孔、正三角形孔和星形孔3种不同的典型喷嘴与异形筘的合成流场进行模拟仿真,得到在0.2~0.4 MPa供气压力下不同辅助喷嘴间距合成流场中心轴线气流速度和流场速度云图。结果表明:当压力相同时,正三角形孔辅助喷嘴合成流场中心轴线气流速度最高,对纱线牵引力最大;星形孔辅助喷嘴合成流场中心轴线气流速度变化幅度最小,引纬稳定性最好;单圆孔辅助喷嘴中心轴线气流速度波动最大,间距超过70 mm,不适合引纬;在全幅织物接力引纬时,各组喷嘴射流的喷射时间互相衔接,喷嘴间距不宜太长。     

异纤分拣机剔除喷管结构参数对其性能的影响

为探究不同异纤分拣机剔除喷管结构及其参数对喷管性能的影响,采用数值模拟分析方法,对上扩口喷嘴、下扩口喷嘴、锥形喷嘴、矩形喷嘴4种剔除喷管喷嘴结构及参数的三维流场进行模拟仿真,得到入口压力0.6 MPa下剔除喷管入口质量流率、外部空气流场域内40 mm截面位置速度及内、外喷嘴位置速度衰减曲线。结果表明:除矩形喷嘴外,其余3种喷嘴结构均能提高喷管性能,其中上扩口喷嘴喷管性能相对最优,截面平均速度和最大速度相对原始喷管最大分别提升33.4%和12.9%;下扩口喷嘴喷管相对于原始喷管截面平均速度增大11.6%,且入口质量流率减少0.17%;锥形喷嘴喷管在整体速度分布上优于上扩口喷嘴喷管,但入口质量流率上升较大。     

换热器管内强化传热的模拟分析

用CFD软件模拟流动场和温度场分布,得出纵流管壳式换热器不同结构形式的流动与传热的细观信息光滑管内,速度矢量与温度梯度矢量之间的夹角接近90°,传热效果较差;在管内插入物情况下,二者之间的夹角小于90°,流动场与温度场协同性更好,因而实现了强化传热.     

玻璃纤维交织织物的热传递数值模拟

实测织物的组织结构参数和纱线的交织规律,建立了玻璃纤维平纹织物几何模型,利用有限元方法对玻璃纤维织物的热传递性能进行数值模拟。与显微镜图像对比表明,织物模型很好地反映了其几何结构特点。数值模拟结果可直观显示不同时间点织物上的温度分布情况。对织物进行烧蚀试验,将所测织物上的温度随时间变化曲线与数值模拟结果进行比较,结果显示二者同一时刻温度的平均相对误差在10%以内,模拟结果能直观反映织物组织结构对热量传递的影响。     

新型整流喷嘴式分流器最佳入口工况数值模拟

目的:改善或尽可能消除制冷系统中节流后气液两相制冷剂在蒸发器中分配不均匀导致的制冷系统性能下降的现象。方法:基于多相流模型中的混合物模型,建立整流喷嘴式分流器的物理模型及气液两相流动的数学模型,通过CFD模拟该分流器内部的相分布情况和气液两相分离程度,分析入口工况(流速、干度)对分流器分液均匀性的影响。结果:当入口流速为1 m/s,入口干度为0.2时,流型逐步趋于稳定,形成对称的环形流,分流器在此工况下整体不均匀度达到最小值,分流效果最优。结论:在对分流器结构进行优化的基础上,通过调整入口工况至最佳可进一步优化流型,形成对称环形流实现均匀分液。     

非均布热管换热器的流动及其传热性能

为降低热管换热器的流动阻力并增强其换热效率,提出一种水滴形非均布热管换热器结构。使用计算流体力学软件ANSYS Fluent对传统错排热管阵列、水滴形热管阵列及非均布水滴形热管阵列的换热性能展开数值模拟,得到了其在不同雷诺数下的努塞尔数、阻力系数以及综合换热性能指标的变化曲线。对比分析结果表明:相对于传统错排热管阵列,水滴形热管阵列有效传热面积较大,内部流体流动无涡出现,流动摩擦较小,具有更大的努塞尔数以及更小的阻力系数,综合换热性能指标更佳;通过非均布设计,水滴形热管阵列内的流动紊流度增加,努塞尔数变大,换热性能增加。     

多孔纤维织物热湿传递数值模拟的研究进展

热湿传递数值模拟的研究可为多孔纤维织物的制备和热湿性能评估提供理论基础。在阐述了织物热湿传递机制的基础上,从织物热湿传递数值模型、数值模拟计算方法以及织物热湿传递性能测试方法 3个方面,综述了近年来关于织物热湿传递方面的新进展,分析了现有织物传热传湿数值模拟研究中存在的问题,提出在创建织物三维方向上的热湿耦合模型时,要综合考虑织物本身的交织结构特征和纱线的物理性能;在数值分析过程中要充分考虑实际应用条件下织物材料物理性能的变化,进一步优化织物传热传湿数值模型,提高模拟计算的准确度。     

基于多尺度的稻谷干燥热湿耦合传递的数值研究

为保证稻谷在储藏时的品质,收获后的稻谷通常需要干燥到一定水分后储藏,研究稻谷干燥过程的热湿传递规律具有重要意义。目前稻谷干燥过程中热湿传递的分析大多基于连续介质假说和局部热湿平衡原理而进行的,这种方法的局限性在于很难获得粮堆干燥过程中粮粒内部的热湿迁移规律。本文基于稻谷粮堆孔隙尺度和粮粒尺度,采用局部非平衡热湿传递模型,模拟分析了在对流干燥条件下稻谷单颗粒以及颗粒群的热湿传递规律。研究结果表明,本研究模拟值与文献中干燥实验数据相对误差(RE)小于6.50 %,平均相对偏差(MRD)小于4.00 %,得出该模型具有一定的准确性;与基于局部热湿平衡多孔介质热湿耦合研究方法所得的稻谷颗粒群温度和水分传递结果进行对比,本研究所建立的模型更能准确体现出谷物颗粒在通风干燥时内部的热湿迁移规律。本研究所开发的模型能预测不同尺度下稻谷颗粒的温度和水分分布。