基于VOF模型的层叠器流动过程分析及流道结构优化

基于FLUENT软件的流体体积(VOF)模型研究了不同壁面滑移程度以及不同流道结构参数下4层等厚熔体通过层叠器倍增为8层熔体时,流道中熔体的分层情况变化。结果表明,壁面滑移程度的降低会促使熔体在上下壁面聚集,进而导致上下壁面处熔体层厚增加;汇流段与出口段间圆角半径、汇流段扩压角和平衡段长度这3个结构参数则只会影响熔体在左右壁面的聚集,进而影响各层熔体的尺寸精度,且其中扩压角的影响程度最大,平衡段长度次之,圆角半径的影响较小。     

复杂流道结构料仓的下料流率预测

在实验室搭建的有机玻璃料仓下料平台上,分别以自由流动粉体玻璃微珠和黏附性粉体煤粉和聚氯乙烯为实验介质,针对无改流体(No-In)、封闭改流体(Con-In)和开放改流体(Ucon-In)三种情况所形成的不同流道结构,开展了粉体料仓下料及其流率建模研究,定量分析了改流体对粉体下料流率的促进作用,对比给出了玻璃微珠、煤粉和聚氯乙烯在不同流道结构料仓内的下料特性。研究表明,改流体的引入有利于提高料仓下料流率,Con-In促进流动效果最明显,对于流动性弱的煤粉,下料流率提升幅度达到最大的58%。基于剪切摩擦区的概念,提出流率校正因子F对最小能量理论方程进行了修正,将理想的料仓下料模型拓展至实际下料过程。进一步,对于Con-In,根据流道结构特征结合对粉体的受力分析,修正了模型中的锥角项;对于Ucon-In,基于粉体下料流动竞争机制,提出分阶段下料模式并关联了内层和夹层的下料流率,最终建立了复杂流道结构料仓的下料流率预测模型。该模型综合考虑了粉体物性、下料流型和流道结构的影响,可有效预测自由流动粉体和黏附性粉体流经传统料仓(No-In)和改流体料仓(包括Con-In和Ucon-In)的粉体下料流率,且预测偏差<10%。     

基于狭缝整形的低损耗飞秒光纤光栅制备

为了解决飞秒激光逐点法制备的光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Gratings, FBG）损耗较高的问题,利用逐面法完成飞秒光纤光栅制备的实验研究。运用高斯光束传播的基本理论,通过狭缝整形技术对聚焦的飞秒激光能量分布进行等高宽整形,突破在光纤横截面内诱导产生圆形折射率调制的难点,最终制备得到低损耗的飞秒光纤光栅。开展不同狭缝宽度制备FBG的光谱特性对比实验,结果表明：利用光斑直径为5.0 mm的飞秒激光光束刻写FBG时,采用宽度为1.7 mm的狭缝制备得到的FBG插入损耗降低至0.15 dB,短波损耗降低至0.5 dB,验证了基于狭缝整形的低损耗飞秒光纤光栅制备方法的有效性。针对狭缝法制备的FBG反射率分散问题,提出控制折射率匹配液填充量以及调整飞秒激光能量的方法,并优化光束聚焦流程,成功降低FBG反射率的分散度。本研究对推动飞秒光纤光栅在大容量、高链路损耗等环境中的实际应用具有重要意义。     

注塑流道设计的解决案例

结晶性材料注塑件的拐角处,往往存在着缩孔和错误的圆弧角度。扩大注道和流道的尺寸可有效改善部分注塑缺陷。增大浇口尺寸可以降低机筒的加热量,也就意味着既可缩短成型周期,同时又可降低成本。     

套管管束式换热器的阻力特性和流量分配研究

对套管管束式换热器一次侧并联流道的阻力特性进行了研究.研究的目的是确定套管管束式换热器一次侧并联流道的阻力特性,找出流量分配的规律,通过对流量分配进行优化,解决套管管束式换热器的优化设计问题.研究方法是按照相似准则制造试验本体,建造试验台架并进行试验.试验验证了计算模型的正确性,得到了减小管间距可提高总传热系数的结果.     

水轮机流道改变对水轮机性能的影响分析

通过具体工程,定性分析水轮机流道的改变对水轮机性能的影响,具有很好的工程实用价值.     

吹氩期间狭缝数量和尺寸对透气砖热梯度应力的影响

为提高透气砖的使用寿命,对其因吹氩而产生的热梯度应力场进行了模拟分析,以确定狭缝的合理尺寸及数量.首先根据研究目的和透气砖工作特点,在适当简化其结构和边界条件的基础上,建立了它的二维平面应变有限元模型.然后在保持透气砖尺寸和狭缝分布形式一定的前提下,研究了狭缝尺寸和数量变化对透气砖热梯度应力场的影响.研究结果表明:(1)热梯度应力仅在狭缝附近有剧烈变化,且狭缝尺寸及数量变化对最大拉应力影响不大;(2)狭缝越长,透气砖的整体热应力越大;(3)狭缝宽度变化对透气砖整体热应力分布影响不大;(4)对于本次分析来讲,狭缝最佳条数为20条.     

螺杆分配机头内部压力场分布的CAE分析

用ANSYS有限元软件对生产宽幅橡胶板材的螺杆分配机头流道内部的压力场进行三维模拟与分析，选择Fluid 142三维六面体单元划分网格，建立螺杆分配机头内部流道的三维有限元模型，得到在一定工艺条件下机头流道内部的压力分布。分析了阻尼块几何形状对压力分布的影响，指出阻尼块可以增加流道内原来速度和压力较高部位的流动阻力，选择合适的阻尼块高度可以使胶料的压力值逐渐趋于横向均匀。     

动态注射过程中的功率分析

研究振动力场在注射充模过程中对各个阶段的影响;建立起在圆管流道的数学模型并推导出相应的功率表达式;讨论了在振动场作用下影响注射功率的主要参数,通过实验验证了振动场的引入使得注射功率消耗降低。     

新型四带小型胶联改造

针对新型结构产品设备,将设备厂家因设计缺陷造成的问题进行逐一改造,以满足产品生产的需求,也列轮胎生产行业的类似设备改善提供实例,节约新设备投资。