多流道螺旋静态混合器混合性能的数值模拟研究

采用多相流混合模型对层流状态下两种物性接近的流体在多流道螺旋静态混合器内的混合性能进行研究。研究结果表明,流道数增多提高了流体混合速度,缩短了达到相同混合效果所需要的混合元件长度,但同时也增大了系统能量消耗。在混合元件长度要求较长的情况下,从能量消耗角度应优先选用两通道螺旋静态混合
器,而受到设备空间限制等原因混合元件长度需要较短时,应优先选用四通道螺旋静态混合器。     

椭圆螺旋管道混合器混合效果模拟研究

应用CFD技术研究了椭圆螺旋流道内两相液体在充分发展条件下的混合效果。基于FLUENT软件,对混合性能进行了数值模拟研究,讨论了椭圆螺旋管道混合器的截面形状、曲率半径、螺距3种因素对该混合器混合效果的影响。模拟所得液相的流动状态与实验结果具有很好的一致性。提取相应截面液体的混合不均匀系数,分析结果表明:截面形状的变化会给螺旋管道混合器造成不同程度的狭小区域,对混合均匀性影响较大;增加螺距会对混合产生消极的影响;当曲径为某一特征值时,混合效果可达到最好状态;同时,通过仿真分析得出,液体流速的改变对混合器中液体的混合效果影响不大;通过对流场内部剪切速率、流线、质点速度场的分析,讨论了粒子无序运动是螺旋混合器内液体充分混合的关键因素。     

一种小型真空注型机的设计

针对中小企业和科研单位的创新产品研究及小批量产品加工的应用要求,提出一种小型真空注型机的设计方案.在分析真空注型工艺的基础上,建立了真空注型机的功能模型;通过功能-结构的映射关系,构建其结构模型;利用形态综合法对子功能进行求解,从而获取真空注型机的功能结构树;最后,通过物理样机的制造,验证了结构设计的正确性和合理性.     

面向真空注型技术的双组分材料混合脱泡方法

针对真空注型工艺(Vacuum casting, VC)过程中存在的双组分材料混合不均匀、脱泡不充分而影响最终产品质量的问题。依据混沌混合理论,提出一种几何非对称大叶片式搅拌桨,通过周期性改变搅拌转速的方法来强化混合效果,并利用计算流体力学技术对搅拌槽流场特性进行研究,分析槽内流场结构、压力分布、匀速及变速搅拌下槽内速度分布情况。同时,采用机器视觉和图像处理技术对搅拌过程材料气泡特征进行在线检测,并将检测结果作为控制系统的反馈信号,以实现气泡的自动消除。试验结果表明,所提出的方法不仅能够实现对高黏度双组分材料的均匀混合以及气泡的自动消除,而且还能够进一步缩短处理时间,为有效解决真空注型工艺中高黏度双组分材料难于混合脱泡的问题提供一种可行的方法。     

真空注型气泡监控方法的研究

针对现有真空注型设备气泡检测和消除方法存在的问题,结合机器视觉和图像处理等技术,研究气泡实时监控方法。首先采用直接图像(DI)法利用CCD数字相机实现真空注型气泡检测,并通过VC++线程技术实现气泡图像连续采集;然后研究适合真空注型气泡图像处理算法,特别针对高重叠、大变形的气泡特征提取,提出一种气泡边缘像素比例算法,较好地解决了重叠气泡的信息丢失问题;最后给出了该方法的具体实现过程,并通过实验,验证其可行性和有效性。     

SSK型静态混合器和SX型静态混合器的数值模拟及对比

采用计算流体动力学(CFD)的方法,以双螺旋静态混合器以及瑞士苏尔寿SX型静态混合器为主要对比分析模型,以甲醇、PVA、NaOH溶液为介质分析了二者的内部流场,通过仿真模拟计算和后处理分析,显示了物料通过两种不同叶片被动搅拌之后,在出口截面上各组分浓度分布的差异性,为今后的静态混合器的结构优化及选型提供有利的参考依据。     

真空注液机的设计及技术改造

文中对现有某公司使用的真空注液机存在的问题进行分析后,介绍了某种真空注液机的工作原理和结构组成,分析了其动作过程,并通过实践检验,说明了该设备具有广泛的应用前景。     

转子间隔排布的随动式动态混合器的模拟研究

通过固定总体混合长度L,改变转子数量M,对导程100mm、轴向长度50mm的螺旋两叶片转子间隔排布的随动式动态混合器的混合性能及压力特性进行了模拟研究,结果表明,转子间隔排布明显对混合性能及压力特性产生影响。相对于L=500mm,M=5和L=500mm,M=3,当L=500mm,M=4时,混合流体出口处不均匀系数最小,混合效果最好,相对于转子首尾配合连接,不均匀系数降低约40%,;随着转子数量的减少,由于转子对流体的一系列作用使流体产生的压力损失降低,减少了动力设备的能源消耗。     

差压式真空注型数字控制系统研究

在差压式真空注型工艺方法分析的基础上,确定影响浇注件质量的关键因素,构建差压式数字控制真空注型系统,对其关键技术进行研究,提出了基于直接图像法的气泡监控方法和基于模糊神经网络的质量控制方法,并介绍了具体的实现过程。最后,通过物理样机进行实验以验证差压真空注型工艺对浇注件质量的影响以及系统的可行性和先进性。     

电磁式微流体动态混合器的动力学数值模拟

从提高电磁式聚合物膜微流体动态混合器的混合性能出发,利用结构动力学理论对聚合物膜进行数值模拟,给出了其模态及谐响应分析结果;然后将其数值模拟结果耦合在流体动力学数值模型上,利用计算流体动力学理论对微腔内液体的流动特性进行了分析,得出低阶振动模式下的R_e。对以数值模拟为依据制造的混合器进行了水与红墨水的混合试验。仿真与试验获得了相吻合的研究结果:二阶振动时R_e最大;当激振力振动频率在二阶自然频率附近时,混合液体振动最剧烈,混合最理想;振动剧烈程度是由振幅、频率共同决定的。     

材料特性对行星式离心混合器混合性能影响的数值研究

针对行星式离心混合器(PCM)的使用中存在材料特性与混合性能之间关系难以确定的问题,采用计算流体动力学(CFD)模拟研究了流体黏度与密度对PCM混合性能的影响。首先,采用ICEM CFD对计算域进行了建模并划分了网格,对网格进行了无关性分析;然后,采用二阶有限体积法与离散相模型对PCM混合不同黏度与密度流体时的质点轨迹、低速区域以及离散粒子分布进行了求解,通过定义的混合指数对混合效果进行了定量表征;最后,分析了流体黏度与密度对PCM混合性能的影响机制。研究结果表明：流体黏度与密度主要通过影响流场结构使PCM的混合效果发生变化;流体黏度越大对应的最优转速比越大,能达到的最大混合指数值越小;流体密度越大对应的最优转速比越小,能达到的最大混合指数值越大;该研究结果可为PCM的使用与优化提供参考。     

基于混沌混合的分合式微混合器研究

按照混沌混合理论构建了Smale、Helical和Baker三种微混合器,为研究其混合机理与混合效果,对不同雷诺数下的对流扩散和混合进行了数值模拟,并用实验结果进行了验证。结果发现：实验结果与数值模拟结果吻合得很好。在低雷诺数下,由于Baker微混合器中流体的分层作用强,明显增大了流体的接触面积,也加快了流体混合速度,其混合效果要明显优于另外两种混合器;然而,在较大的雷诺数下,Smale微混合器中流体混合效果则优于Baker微混合器,其原因是Smale微混合器的分层效果虽然不如Baker微混合器,但其对流作用明显强于Baker微混合器;Helical微混合器因没有分层作用,其混合主要依赖于对流,所以在低雷诺数下混合性能较差,而高雷诺数下混合性能有所提高。     

调压式真空注型充型速度智能调控方法研究

针对真空注型(Vacuum casting,VC)浇注件由于充型速度不稳定所导致的翘曲变形质量缺陷,提出调压式真空注型工艺,并分析压力充型机理,论证压力差是影响充型速度的关键工艺参数,并通过分析阀口开度和充型速度的关系制定了充型速度控制策略。详细介绍该控制策略的实现过程,包括：对浇注件的STL模型进行体素化,并获取模腔的体积及横截面面积等特征;采用控制体积法对充型过程进行数值模拟,获得理论的阀口开度调节曲线;构建阀口开度模糊控制器,并利用二维查询表实现模糊推理过程,提高了控制器的响应速度,减小超调量。利用自主研制的试验平台结合具体实例进行试验,试验结果充分体现了调压式真空注型工艺的优势,证明了控制策略的可行性,大大提高了浇注件质量,为真空注型技术提供了一种新的工艺方法。     

基于FLUENT的SK型静态混合器的数值模拟

为提高混合器的优化设计水平和工程应用的速度,应用商业CFD软件—FLUENT,分析了聚酯在SK型静态混合器的混合流动。采用FLUENT中的Carreau模型描述了非牛顿流体聚酯的黏-温特性,得出了混合器的压力降及出口混合温度。     

基于PLC的真空注型控制系统的实现

针对真空注型系统的工艺要求,采用基于PLC的电气控制系统。分析了PLC作为真空注型控制系统的主控制器的优点,深入研究了控制系统搭建的关键技术和实现方法。     

叉车三维动态模拟图型研究

对叉车及其零件的三维动态图形建模进行了研究,将虚拟制造技术、计算机图形学与机械产品模型、CAD／CAM结合,提出新的三维图形设计方法。通过将开发的叉车及变速箱箱体三维动态模拟图形用于企业叉车方案设计,缩短了产品设计制造周期。     

基于UG的真空注型机门铰链的虚拟设计研究

介绍了UG软件中的虚拟设计、虚拟装配、优化分析技术,并基于虚拟设计的思想,运用UG软件对真空注型机的门铰链进行虚拟建模、装配和优化分析.     

YGJ093型注脂压盖机扩型改造

闭式深沟球轴承在YGJ093型注油压盖机上加工时,由于受到加工范围和工装的限制,使超过加工范围的产品就不能进行压盖加工,为此对现有机床注脂、压盖工装进行了改造,解决了以上问题。     

重型柴油机双SCR系统混合器性能研究

为了研究国六重型柴油机尿素选择性催化还原(Urea-SCR)系统混合器的性能,文章运用了计算流体力学(CFD)与反应动力学联合的办法,创建了包括尿素溶液喷雾及蒸发模型、催化剂表面化学反应模型等过程的SCR系统的数值模型。仿真混合器对催化器内部温度场、浓度场、速度场的分布和均匀性的影响以及对整个后处理系统的压力损失的影响。结果表明:安装混合器能够加速尿素水溶液的分解速率,提高喷雾雾化质量,改善NH3、温度等分布均匀性;安装混合器后在各个工况下NOx转化效率都有约10%增加,相应的压力损失大约增加了0.6kPa。     

新一代实验型真空冷冻干燥机的开发

介绍了国内日前生产的实验型真空冷冻干燥机的概况，阐述了上海远东制药机械总厂最新研制成功的实验型真空冷冻干燥机的结构原理、优点及开发关键点。