流延成型换网器漏料仿真研究

利用ANSYS Workbench平台对流延成型设备换网器漏料问题进行了热-流-固多物理场耦合仿真研究,得到了换网器整体温度及热变形分布,并对换网器漏料问题进行了分析,发现漏料易发生在换网器进口段,随后选取芯轴与换网器主体进口处缝隙大小作为漏料参考指标,研究了熔体压力、加热温度、几何尺寸等因素对缝隙大小的影响。结果表明:换网器缝隙的大小与换网器几何尺寸、熔体压力、加热温度呈正相关,其中几何尺寸的影响远大于熔体压力和加热温度,而加热温度与熔体压力对换网器缝隙的影响程度相差不大。     

流延设备负压真空箱流场仿真研究

采用Fluent软件对流延设备负压真空箱内部流场进行数值模拟研究,得到了真空箱内部的速度场和压力场,分析了压力损失过大的原因。提出了用单层均风孔板替代原双层均风孔板的优化方案,并分析了单层均风孔板位置、孔径和形状对真空箱性能的影响。分析结果表明,单层均风孔板位置、孔径和形状对真空箱进出口总压降影响不大,对真空箱均流效果影响显著。均风孔板距离真空箱背板150 mm,圆孔直径为6.8 mm时,真空箱综合性能最佳,优化后进出口总压降减少了10.1%。     

缸套内表面网纹对活塞环润滑性能影响研究

以流体润滑为基础,结合Reynolds方程和微凸体模型在考虑润滑油变黏度等因素条件下,建立活塞环-气缸套三维瞬态流体动压润滑模型。采用有限差分法结合MATLAB语言环境编制瞬态流体动压润滑程序并进行仿真计算,研究缸套内表面网纹对活塞环-缸套润滑摩擦性能的影响。结果表明：采用较大综合粗糙度或者交叉型网纹的缸套时,最小油膜厚度值增大、流体摩擦力和摩擦热流量减小,这对于提高润滑性能、减小活塞环与缸套间的摩擦损失有着重要的作用     

流延膜机负压风刀系统流场仿真及结构优化

利用CFD计算软件对流延膜机负压风刀系统流场进行仿真分析,发现用于均匀气流的阻风板和承接板均匀气流的效果不佳,反而在此处产生涡流,阻碍腔体内气流快速排出,影响薄膜受力的均匀性。为此对负压腔室内的阻风板和承接板结构进行优化,结果表明：优化后负压腔室的风量质量流量由0.138 kg/s增加至0.177 kg/s,增长了28.3%,负压腔室流通性增强;入口速度稳定段的速度分布标准差由0.93降低到0.17,入口速度均匀性提高了82%,显著提高了薄膜的受力均匀性。     

铜闪速炉分散风旋流喷吹的数值模拟

提出将现有铜闪速炉中央扩散型精矿喷嘴中的分散风由径向直吹改为旋流喷吹方式,采用FLUENT 6.3软件对2种喷吹方式下反应塔内气粒两相的速度、温度、浓度等的分布特点进行了深入分析. 结果表明,分散风旋流喷吹对改善炉内的气粒混合过程及熔炼反应效率均具有积极作用,旋流条件下氧气利用率提高了4.5%;但旋流喷吹方式下小颗粒受分散风影响显著,反应塔内烟尘发生率提高.     

高投料量下炼铜闪速炉内熔炼过程的数值模拟

以FLUENT 6.3为计算平台,建立了铜闪速炉熔炼过程数值模型,并针对高投料量下反应塔气粒两相变物理场信息分布变化特点展开仿真研究。结果表明:工艺风入炉后迅速膨胀,并在反应塔中心形成轮廓明显的主体气流柱;主体气流柱内外的温度和氧浓分布梯度变化较大;局部低温出现在精矿喷嘴下方,而高温反应核心区域则下移至反应塔中下部。综合多场耦合仿真结果可知:高投料量条件下精矿粒子与反应配风之间混合力度欠佳是造成高投料量反应塔内熔炼过程反应效率降低的主要原因。     

高速封边机修边机构运动学仿真及优化

修边机构是高速封边机的核心功能部件之一。借助CAD软件建立了高速封边机修边机构的三维装配体模型，应用多体动力学仿真软件ADAMS建立了相应的虚拟样机模型，结合实际运行工况，进行运动学仿真，分别研究了封边速度、气缸压力对修边机构性能的影响关系，确定了最优的封边速度和气缸压力，并进行了实验验证，实验结果与仿真结果相吻合；应用Ansys软件进行了修边机构的强度分析和校核，为轻量化设计奠定了基础。     

塑料挤出复合机分配器流道仿真优化

针对塑料挤出复合机的分配器流道容易出现塑料熔体滞留时间较长、烧焦等问题,对塑料挤出复合机的分配器流道进行仿真优化。采用质量连续性方程、动量控制方程、四面体网格划分、Carreau模型、仿工况模拟VOF模型、单相流模拟仿真等方法,建立几何模型、数学模型、材料本构模型、内流道网格划分模型等分配器流动仿真模型,对分配器内流道2种塑料熔体的流动过程进行仿工况模拟仿真分析;掌握2种塑料熔体在分配器内流动过程中的速度分布、压力分布等情况,并对分配器原始结构进行压力分布、流线分布、速度矢量分布、出口处流场分析等单相流模拟分析,得到造成熔体滞留的3个主要区域。针对横向扩展段边角处、三股熔体交汇处、靠近出口处等3个主要区域,提出横向扩展段边角处增加导流装置、调整熔体交汇处控制刀具偏角、去掉出口处小台阶等分配器流道结构优化方案,通过对比优化前后结构的压力分布、流线分布、速度矢量分布等单相流仿真结果,发现优化结构明显好于原始结构,分配器流道的压力分布更加均匀,能大大减少这3个区域的熔体滞留,从而能够有效提高挤出塑料复合薄膜成品的质量。