基于MEMS的液压系统V锥传感器的仿真研究

在液压系统中,由于液压传动的特点以及液压油的局限性,在针对流量的测量过程中,目前很难找到比较理想的动态测量仪表.为了改善这一现状,在应用压力梯度法测量液压系统流量研究的基础上,将先进的MEMS技术与传统V锥流量传感器相结合,提出一种在管内直接获得压羞信号,进而测得流量的新方法.同时推导了流量-差压数学模型,并利用Fluent仿真了 V锥体关键参数(前锥角θ及等效直径比β)对流场性质的影响,仿真结果表明:前锥角的最佳取值范围为45°～60°,等效直径比的最佳取值范围为0.75～0.85.     

固态流化采掘海洋天然气水合物藏破碎参数的优化设计

选取合理的采掘破碎工艺参数和喷嘴结构参数,是实现海洋天然气水合物(以下简称水合物)藏固态流化商业化采掘的关键之一。为了分析实际工程中影响水合物射流破碎效率的因素,依托室内实验和中国南海北部荔湾3站位现场试采取得的数据,以产气量12×10~4 m~3/d作为水合物商业开采目标,采用k—ε湍流模型开展了不同喷嘴直径、泵压等参数情况的仿真模拟分析。研究结果表明:(1)确定了水合物射流破碎临界速度为24 m/s时的喷嘴直径、泵压、排量关系曲线;(2)满足商业开采的单日水合物沉积物采掘量的破碎速度为2.48 m~3/min,其所对应的射流破碎孔径为800mm;(3)在喷嘴直径确定的情况下,直接提升射流排量和泵压会对工艺流程中其他零部件造成一定的损害。结论认为,所优选出的海洋非成岩水合物藏固态流化商业化采掘破碎的设计参数,为固态流化开采水合物破碎参数的优化设计提供了帮助。     

Fluent在焊接模拟中的应用

以TIG焊为研究对象，对使用Fluent进行三维温度场和熔池流场数值模拟中遇到的诸如模型的建立、热源的处理、相变潜热以及熔池对流等问题的处理进行了阐述。结果表明，Fluent可以很方便的对焊接工艺过程进行模拟，其输出的计算结果可以直观的揭示各种驱动力对于焊接过程的影响。Fluent软件的成功应用对于研究焊接过程和指导焊接的生产实践有着积极的意义。     

两相旋流分离器矿浆内部流场及分离特性研究

利用两相旋流分离器可以实现矿浆的浓缩和液体澄清。为探索两相旋流分离器内部流场及分离特性,文中通过CFD软件Fluent,采用RNG k-ε湍流模型,对两相旋流分离器内部的三维流场进行数值模拟,得出了压力、速度、体积分布、湍流动能和湍流耗散率等参数的分布情况。结果表明,两相分离旋流器内部径向速度由中心沿径向外逐渐增大,离近分离器壁时又逐渐降低,呈现出“M”型驼峰分布。轴向速度呈对称分布,最大值出现在顶部溢流口和底流口。从矿粒和水在旋流器内部的流动轨迹可以看出,矿浆浑浊液从切向进口进入旋流分离器后,矿粒和水在旋流分离器内部作高速旋转运动,形成外旋流和内旋流。密度较重的矿粒从下部底流口流出,密度较轻的水从上部溢流口流出,模拟两相分离效率可达到86.93% 。     

基于不同数学模型对某弯道式渠首水沙运动的数值模拟对比研究

以新疆某弯道式渠首为研究对象,分别采用CCHE和Fluent建立数学模型,对该渠首水沙运动规律进行数值模拟研究,并将模拟数据与物理模型试验结果进行比较分析。研究结果表明:两种数值模型的计算结果与物理模型结果吻合都较好,但与Fluent模型相比,在水流流态方面,CCHE模型能更准确地反映弯道下段自由水面的横比降现象;在泥沙横向淤积方面,CCHE模型可充分体现环流作用下泥沙冲淤效果;在计算用时方面,CCHE模型也明显耗时更少,证明CCHE模型能够更高效、更准确地模拟预测弯道水沙运动。     

车用双向筒式液压减振器阻尼孔阻尼特性分析

减振器是汽车悬架系统的重要组件,其减振效果主要受减振器阻尼孔阻尼特性的影响。基于Fluent建立减振器阻尼孔阻尼特性有限元分析模型,采用正交试验设计、方差分析和单因素分析法,探索阻尼孔几何特征参数、油液黏度及活塞运动速度对减振器阻尼孔阻尼力的影响规律。研究结果表明:1)阻尼孔直径与活塞运动速度对阻尼力有显著影响,阻尼孔长度与油液黏度的影响相对不显著;2)在给定参数条件下,阻尼力随阻尼孔直径增加而减小,随活塞运动速度增加而增加。阻尼孔直径越小,活塞运动速度越快,两者对阻尼力的影响越显著,减振器振幅衰减速度越快;3)阻尼力除受油液流经阻尼孔时流层间的内摩擦力影响外,还受流动状态影响,雷诺数超过一定值时阻尼力会增加;4)阻尼力随活塞运动速度变化的调整范围随阻尼孔直径的增加而收窄,且调整范围的降幅趋于平缓;阻尼力随阻尼孔直径变化的调整范围及其增幅均随活塞运动速度的增加而增加。     

液晶玻璃面板光学检测仪器气浮平台系统参数优化设计

液晶玻璃平板在线检测流程当中,气膜的流场压力和速度的分布需要较高的稳定性,为了比较不同的气浮平台供气方式对气膜稳定性的影响,结合气体润滑理论,分析得出气膜稳定后的压力分布情况。通孔在气浮板上通常采用阵列排布,使用Gambit对气浮平台三维模型进行网格的划分,再将其导入软件Fluent中,对正压供气方式和正负压供气方式进行仿真计算,分析得到2种不同供气模式下气浮力的分布以及速度分布。由以上分析可得,若气浮系统中其余变量保持不变,正负压同时供气方式优势更加明显,气膜稳定后气浮力和速度分布平缓,所需气体的质量流量较正压供气方式更少。以正负压同时供气方式自制玻璃基板光学缺陷检测样机,实验结果表明气膜间隙变化量小于1μm。     

基于fluent的旋流器分级控制系统设计

目前,应用重介旋流器分选过程智能控制策略、极群组破碎分离水力旋流器参数化方法局限于单参数优化,难以控制微小尺寸变形,基于该问题,设计了基于fluent的旋流器分级控制系统。使用开关型交流稳压电源,为系统提供可靠电能。利用Q941F电动调节球阀,执行对应区间动作。使用BST6800系列压力变送器,实现底流流量控制。采用上装式气动阀门开关结构,增强阀门可靠性。通过人机交互模块,显示执行任务。根据基于fluent的数值模拟原理,计算进入旋流器的颗粒直径。结合Gambit模型和网格划分方法,仿真模拟分析切向速度、横向速度和径向速度三个方向分量分布情况。使用两套控制输出量调节旋流器进料速度,获取最佳分级尺寸,保证旋流器分级过程的稳定性。由实验结果可知,该系统最高分级效率为98%,最低为90%,具有高效分级效果。     

A Parametric Study of the Gas Flow Patterns and Drying Performance of Co-current Spray Dryer: Results of a Computational Fluid Dynamics Study

A computational fluid dynamic study was carried out to investigate airflow pattern, temperature, and humidity profile at different levels in the drying chamber. Good agreement was obtained with published experimental data. The effects of operating pressure, heat loss from the chamber wall and inlet air conditions on the gas flow pattern, droplet trajectories, and overall dryer performance also were investigated. Results are presented and discussed in terms of the gas velocity, temperature, and humidity profiles within the chambers. The volumetric evaporation values, heat transfer intensity, and thermal energy consumption per unit evaporation rate were computed and compared for drying of a 42.5% solids solution in a spray chamber 2.215 m in diameter with a cylindrical top section 2.005 m high and a bottom cone 1.725 m high. Wall regions subject to formation of undesirable deposits are also identified.