分离大米淀粉用微型旋流器内部流场的数值模拟

CFD（计算流体力学）数值模拟是研究淀粉分离用旋流器的重要手段。应用Fluent软件中雷诺应力模型描述湍流,并采用混合相模型对分离大米淀粉的旋流器的内部流场进行CFD数值模拟,得到旋流器内部流场的压力场、速度场以及淀粉浓度分布,通过对比所得结果,发现模拟结果基本符合旋流器的运行规律,这就为用于大米淀粉分离的微型旋流器的优化设计和现场操作提供了新的研究方法和理论依据。     

基于CFD的淀粉分离旋流器数值模拟

水力旋流器是淀粉分离的关键设备,应用CFD软件中雷诺应力模型描述湍流,并采用简化的多相流模型对旋流器进行数值模拟.得到旋流器流场的速度场、压力场以及淀粉颗粒的体积比分布,通过对所得结果分析,发现模拟结果基本符合旋流器的运行规律,这就为淀粉分离水力旋流器的优化设计和结构改进提供了新的研究方法和手段.     

水力旋流器固液分离特性的数值模拟与优化

采用计算流体力学(CFD)软件对水力旋流器内玉米淀粉颗粒的分离效能和分离过程进行数值模拟,对比分析进口流速、分流比和进料浓度变化对旋流器分离效率的影响及其变化规律,考察不同粒径淀粉颗粒在旋流器内的体积分数分布。运用响应面法(RSM)中Box-Behnken试验设计对水力旋流器进行参数优化,分析进口流速、分流比和进料浓度对玉米淀粉分离效率的影响规律,并建立二次多项回归模型。结果表明:进口流速、分流比、进料浓度对玉米淀粉分离效率均有影响,且影响分离效率的大小顺序为:分流比进料浓度进口流速;适当调整进口流速、分流比和进料浓度有利于提高旋流器的分离效率;通过响应面法优化得到的最佳参数条件为:进口流速8m/s、分流比5%、进料浓度12%,该条件下水力旋流器分离效率为98.84%。     

螺旋式旋流器的径向速度分析

借助CFD软件,采用RSM模型对螺旋式旋流器内的径向速度场进行了数值模拟。模拟结果表明：在外围区域,流体的径向速度的大小是先增加后减小,而速度方向在一个螺距内的两个半程是相反的;在内部强制涡旋区域,径向速度的方向是由外向内,但在不同高度上,分布也不相同。另外局部区域存在对分离有很大的影响的二次涡流。以上的这些流场特性对进一步充分认识此类旋流器的分离机理提供了一些依据。     

圆柱型水力旋流器流场CFD软件的数值模拟

借助FLUENT软件,采用RNGκ-ε方程对水力旋流器的流场进行了数值模拟。模拟出圆柱形水力旋流器内部流场的压力分布和速度分布,为研究圆柱型水力旋流器的流场分析提供了理论基础,对其工程实际的应用起到一定的指导作用。     

刮膜式分子蒸馏器流场特性的数值模拟研究

为研究刮膜式分子蒸馏器内液膜湍流流场特性,在FLUENT软件平台上.选用RNG K-ε湍流计算模型对其进行数值模拟.考虑到刮膜式分子蒸馏器的复杂性,采用二维GAMBIT建立模型,以其来简化计算.在保持恒温恒压下,设定转速分别为120,240,300,480 r/min,得到不同转速下液膜流场分布.结果显示随着转速增大,转子附近的湍流流场明显增大,液膜明显减薄以及液膜的蒸发速率增加.这加剧了流场的传热传质过程,从而易于实现物质的分离,模拟验证了试验结果所显示的现象.     

水力旋流器筛分纸浆纤维过程的流场分析

旋流器的流场研究是认识其分离机理的基础。通过用柱形水力旋流器对漂白化学热磨机械浆进行筛分的实验，获得了分流与流场相互关系的新认识。应用纤维质量分析仪对不同浆流纤维的长度特性进行了测定，并计算了纤维的长度分率密度，。基于流场的湍动性对分离有重要影响，提出了根据溢流量和进料量的关系，以及轴向速度的变化决定旋流器长度的方法，旋流器小锥角的角度越大，分离段越长，越有利于提高分离效率。     

圆柱型水力旋流器筛分纸浆纤维的数值模拟和实验研究

用圆柱型水力旋流器对针叶木BCTMP浆纤维进行了筛分的实验研究。借助Fluent软件,采用RNG κ-ε方程对圆柱型水力旋流器的流场进行了数值模拟,把纤维球形化后,利用DPM离散相模型来模拟纤维和水的分离情况。模拟结果表明,在溢流中长纤维所占比例较大,在底流中短纤维所占的比例较大,与实验情况基本吻合。     

淀粉洗涤的基本原理

本文旨在对淀粉洗涤系统的基本原理进行介绍，淀粉洗涤的目的在于从淀粉颗粒中分离不可溶蛋白颗粒并去除淀粉乳中的可溶蛋白，长期以来，水力旋流器被用于这种工艺，对水力旋流器内颗粒和悬浮液的基本操作特征的研究，为旋流器在淀粉洗涤工艺上的应用提供重要的数据。对多级逆流洗涤旋流器系统及其性能特点的理论基础的讨论，为了解整个系统的操作特点提供了条件，对于采用自动控制的情况，多有淀粉洗涤系统与系统外部相连接的４个物     

旋流器的气道流场对成纱质量的影响

旋流器是一种有效降低环锭纱细纱毛羽的装置,具有投资少,安装方便的特点。文章用数值模拟的方法分析了旋流器气道内的流场分布,以及旋流器气道的流场分布与成纱质量的关系。结果表明,在环锭细纱机上安装旋流器能够有效地减少纱线的毛羽;旋流器气道内气流分布对纱线的质量有较大的影响;要适当地选择输入旋流器的气压大小,以保证成纱质量。     

四罗拉集聚纺纱系统纤维运动数值模拟与分析

为深入了解四罗拉集聚纺纱系统的集聚机制,对四罗拉集聚纺纱系统的关键部件进行实际测量来构建物理模型,通过Fluent16进行流场模拟获得了集聚区的气流速度分布场,然后用微元法建立纤维的动力学模型,并使用MatLab编辑动力学方程模拟不同状态下单纤维的运动轨迹。研究结果表明:集聚区入口处纤维向中心汇集输出,纤维在横向集聚方向上有较大的横向位移;单纤维的运动轨迹具有规律性,但中间微元时间段的位移具有随机性,纤维在气流力和摩擦力的共同作用下产生抱合;随着负压值的增大,纤维抱合作用增强,但负压值过大,会使纤维内外转移减弱,降低纤维的抱合程度。     

鼓泡式鱼类清洗机管路湍流数值模拟与优化

采用Fluent软件对鼓泡管路中的分流管内部流场进行数值模拟,选用标准k-ε湍流模型模拟分流管上每个喷气口气体的流速分布图,当分流管长为40cm时,每个喷气口气体的流速相近,产生的气泡均匀、可控。通过对分流管上的喷气孔径、孔距等相关参数进行数值模拟,使用Mixture多相流模型、扩展的标准k-ε湍流模型模拟不同气流速度对气体体积分数、湍流动能、湍流耗散率的影响。结果表明:气流流速与气体体积分数、湍流动能、湍流耗散率具有正相关性,当鼓泡管路中参考气流速度8m/s、喷气孔径6mm、喷气孔径间距70mm时,湍流动能转化比最高(67.7%)。验证实验表明:清洗时间、气流流量、清洗量对鲫鱼表面和腹腔的清洗效果影响显著,当清洗时间170s、气流流量145L/min、清洗量1.5kg时,清洗效果达92分。     

立式屏蔽泵水力性能的数值模拟与分析

为研究SPG50-200型立式屏蔽泵的水力性能,给优化过流部件的结构设计提供基础,采用CFD分析软件对屏蔽泵的内部流动进行了数值模拟。给出了三维造型方法和流场分析方法,分析了泵内流体的速度和压力的分布特性。并基于流动模拟结果预测了水力性能,将计算结果与实验曲线进行了对比,研究了蜗壳断面形状对泵性能曲线的影响．介绍了屏蔽泵的应用前景。研究结果对泵的性能改进有一定指导意义。图11表1参9     

A finite element model for mechanical deformation of single tomato suspension cells

A finite element model was developed to simulate compression experiments on single tomato cells from suspension cultures. The cell was modelled as a thin-walled liquid-filled sphere with a permeable wall allowing flow of fluid out in response to internal turgor increases due to the compression. The permeability of the cell wall/plasma lemma was considered to be constant throughout compression. The contact between cell and compression probe was modelled using a soft contact boundary condition. The cytoplast was represented as an internal pressure acting on the plasma lemma and cell wall. Assuming linear elastic constitutive behaviour for the cell wall, and using previously determined cell wall material parameters, the model was found to be remarkably capable of reproducing the force-deformation behaviour of a single cell in compression, as well as its deformed shape, even for large strains. The model might be used as a building block to construct more comprehensive tissue deformation models.     

Small Diameter Multiple Hydrocyclone for Starch Processing

The traditional application of small diameter multiple hydrocyclone batteries in the starch industry is the refining of maize, wheat, potato, and manioc starch by countercurrent washing in multistage operation. A new type of multiple hydrocyclone battery for these purposes is discussed. Construction details, internal flow passage, selection of construction material, and some operational characteristics of the battery are taken into consideration as well as its easy, handling. As an example of application of a small diameter hydrocyclone system, a new process alternative for manufacturing of potato starch is presented. The process has a fresh water consumption for starch extraction and refining of 300–350 l/t potatoes or ∼ 1.9 – 2.2 t of water per ton of refined DS starch, due to the unique combination of process stages by adapting a hydrocyclone system, screens, and centrifugal separators.     

加热卷烟逐口抽吸过程传热数值模型

为实现加热卷烟数字化设计及烟气调控,对加热卷烟抽吸过程的传热机理进行深入研究,建立了基于多孔介质的气流流动模型与气固两相局部热平衡传热模型,模拟了加热卷烟在抽吸过程中的温度分布,并通过温度检测实验验证了模型的准确性。结果表明:①两相局部热平衡传热模型能够模拟加热卷烟传热过程,卷烟各段出口温度的模拟值与实验值差异均在15 ℃以内;②模拟了加热卷烟内部的气流场和温度场,各段气流流速随着抽吸呈现周期性分布,抽吸时间内中空段气流流速最大且其外围基本不流动,抽吸周期内加热卷烟烟支温度呈现D型分布;③计算了烟支加热片与烟支外周在抽吸过程中的最大热通量和最小热通量,加热片在1个抽吸周期内大约释放39 J的热量;烟支外周在1个抽吸周期内大约散失33 J的热量。      

ZHL—75型台阶壁锥形除砂器的生产应用

介绍了ＺＨＬ—７５型台阶壁锥形除砂器的结构特点与原理，技术参数和除砂效果试验。对在将其作为一段除砂器应用于生产的实践过程中，排渣情况及成纸质量分别取样、测试，并与使用６０６型除砂器时的情况进行了对比分析     

软性磨粒流加工中约束模块的设计方法研究

针对软性磨粒流加工方法的特点提出了约束模块的设计目标、设计方法。以最简单的约束模块结构为研究对象,利用Realizableκ-ε湍流模型和Mixture两相流模型对流道内流场进行仿真,并通过试验进行对比。突起结构约束模块可以有效增强突起结构对应区域流速和动压力,试验工件表面在突起结构对应区域光洁度得到明显提高。     

旋流器中分散相颗粒动力学分析

从湍流和两相流动的角度全面阐释了分散相颗粒在旋流场中的受力，重点介绍了分散相颗粒在旋流场中所受的颗粒加速度力（巴西特力、视质量力、速度波动力）和由速度梯度引起的力（马格拉斯力、滑移-剪切升力）等。并对在此受力分析基础上建立的分散性运动方程进行了简化分析，指出可以得到分散相径向速度对于径向位置的分布和径向运动特性时间。同时指出旋流场中应力的作用及其与连续相介质阻力的关系，纠正了相关文献的说法。     

Modelling flow behaviour of dairy foams through a nozzle

Aerated materials are interesting systems widely used in many food applications; nevertheless, their dynamic behaviour is still under study aiming to relate macroscopic and technological parameters to fundamental properties of liquid matrix and operating conditions. In this work a system, based on a pressurised dairy emulsion stored at low temperature in a can, was considered, aiming to model either the foam flow through the can nozzle or the gas cell growth in the liquid matrix under pressure release from the internal value to the atmospheric one.A pseudo-homogeneous approach was used to analyse the flow inside the nozzle, considering “effective” properties, related to the liquid matrix parameters and to the local foam density; the latter was evaluated by solving a heterogeneous system based on the expansion of a single bubble in a viscoelastic liquid. The model was solved by a finite element method and numerical results were in good agreement with some experimental data. The model was then used to simulate different process conditions and it revealed to be helpful in evaluating technological parameters as function of formulation and operating conditions, reducing experimental trials.