叶轮出口宽度对离心泵非定常性能的影响

为了研究设计工况下不同的叶轮出口宽度对离心泵非定常性能的影响,以一台比转速为66的离心泵为研究对象,保证设计模型其他几何参数不变的前提下,对叶轮出口宽度分别为11、12、13、14、15 mm的离心泵模型进行数值模拟计算,分析其外特性、内部流场以及压力脉动的变化规律。结果表明:叶轮出口宽度对离心泵的外特性有显著影响,出口宽度越大,扬程越高,存在一个最佳的叶轮出口宽度使离心泵在设计工况下效率最高,即b=14 mm;随着出口宽度的增大,叶轮和蜗壳的压力增大,叶轮流道内低速区面积增加,湍动能减小;蜗壳流道内监测点的压力脉动幅值随叶轮出口宽度的增加而增加,隔舌和出口处监测点的压力脉动幅值随出口宽度的增加呈先减小后增加的趋势,在b=14 mm时压力脉动幅值最低。综合分析:说明存在一个最佳的叶轮出口宽度使离心泵性能最佳,为比转速为66的离心泵的水力设计提供一定的参考价值。     

后掠式双叶片污水泵固液两相流动规律的数值模拟

基于Particle模型,采用SIMPLEC算法、多重参考坐标系法对后掠式双叶片污水泵固液两相流场进行数值模拟.液相采用标准k-ε双方程湍流模型,固体颗粒采用离散相零方程模型,分析了固相颗粒体积浓度分别为5%,10%,15%,20%,颗粒粒径分别为0.2,0.4,0.6,0.8,1.0 mm时,固相颗粒在泵内的分布情况及其滑移速度的大小,从而进一步研究泵内过流部件的磨损情况,并探讨了颗粒浓度及大小对泵水力性能的影响规律.结果表明,颗粒直径一定时,随固相体积浓度的增大,颗粒运动轨迹偏向叶片吸力面;叶片压力面及吸力面尾部的后盖板处固体颗粒滑移速度增加明显,该处壁面产生磨损,因此设计时后盖板处应加厚;固体颗粒的粒径及固相体积浓度对泵水力外特性有着不同程度的影响,粒径增加,泵扬程、效率均下降;固相体积浓度增加,泵扬程增加、效率下降.样机试验表明:额定工况下效率为80%,扬程为11 m,设计合理,达到国内污水泵设计的领先水平.     

基于VOF模型的真空吸鱼泵抽吸过程参数影响分析

真空吸鱼泵是水产养殖中用于起捕输送活鱼的一种重要工具，为探究真空吸鱼泵抽气压力、吸程及管道入口流速之间的关系，计算建立5种不同吸程的真空吸鱼泵流道物理模型，应用瞬态VOF方法捕捉不同参数影响下的水气界面气液两相流变化。数值计算结果表明：同一抽气压力下，不同吸程管道的入口速度在0.5 s内迅速增大，之后波动减小，且入口平均速度偏差仅3.4%，吸程对管道入口平均速度几乎无影响；管道内水抽吸至集鱼筒后，充满大量水与气团组成的泡沫状气液混合体，不同吸程下的集鱼筒在t=8 s时均已注满水；吸程为2、3、4、5、6 m的吸鱼泵抽吸过程的所需的临界抽气压力分别为-13、-14、-16、-20、-25 kPa，吸程与临界抽气压力关系拟合为多项式，可得出同一真空吸鱼泵在任意吸程条件下所需最大抽气负压值。     

液肥穴施肥机扎穴针体与土壤互作仿真分析及试验

针对液肥穴施肥机斜置式扎穴机构扎穴时，触土部件-针体所受三向阻力变化规律以及土壤动态行为特性难以直接通过试验获取问题，通过采用Drucker-Prager屈服准则构建穴施土壤有限元模型，运用ADAMS运动学分析模块获得扎穴机构喷肥针扎穴轨迹，利用ANSYS/LS-DYNA显示动力学软件建立喷肥针与土壤互作仿真模型。以Z轴方向针体所受最大压力（均指绝对值）为测量指标，工作参数为影响因素，进行喷肥针单向受力虚拟和台架对比试验。结果表明，压力皆随前进速度和扎穴机构转速的增大先增大后减小，仿真和试验数据接近，变化趋势基本相同。以喷肥针前进速度0.62m/s、扎穴机构转速70r/min及斜置角20°为仿真工作参数，对针体进行三向阻力以及土壤动态行为仿真分析，可知喷肥针在3个方向的阻力先增大后减小。0~0189s内即喷肥针入土过程，针体在X轴方向阻力缓慢上升，说明喷肥针对前进方向土壤扰动较小；针体在Z轴方向上阻力增大较快，说明喷肥针冲击土壤作用较强，土壤受到针尖剪切致使应力主要集中在此方向上，在0.189s阻力达到最大值21.69N；针体在Y轴方向上阻力较小，说明喷肥针挤压土壤作用较弱，在0.189s阻力达到最大值8.56N。0.189~0.214s内即喷肥针原位置自身摆动过程，针体在X轴方向阻力增大趋势变快，说明喷肥针对前进方向土壤产生较大扰动；其他两个方向阻力基本保持不变。0.214~0.350s内即喷肥针出土过程，喷肥针在Z轴和Y轴方向阻力逐渐减小直至变为0；其中在0.214~0.238s内，针体在X轴方向阻力瞬间增大，说明喷肥针对前进方向土壤产生强烈挤压，0.238s达到最大值31.87N。在整个扎穴过程中，穴口形成是喷肥针出土过程自身的摆动姿态与前进方向土壤扰动引起的，因此针体沿X轴方向阻力影响显著，符合实际扎穴规律。     

电晕放电对肉鸡舍气体环境指标的影响

针对鸡舍环境（温度、湿度、粉尘）对肉鸡生长发育影响严重等问题,利用高压空间电场对鸡舍环境进行灭菌除尘,使用以单片机STM32为控制核心的环境监测系统对配有高压空间电场的肉鸡场进行监测,通过聚类分析法确定最佳布点位置,分析电晕放电前后温度、湿度和粉尘变化情况。结果表明:电晕放电后,肉鸡舍内平均温度降低0-3~0-8 ℃,其变化率为1-2%~2-6%;平均相对湿度减少5%~9%,其变化率为9-03%~12-81%;粉尘PM2-5平均浓度减少33-66~98-33 μg/m3,其变化率为34-56%~57-39%;肉鸡舍内粉尘PM10平均浓度减少34-00~54-34 μg/m3,其变化率为29-39%~36-79%。电晕放电对湿度会产生一定影响,对肉鸡舍环境中粉尘有非常明显的清除作用。      

农用高压静电喷雾场的实验

运用相位多普勒粒子分析仪,从喷雾宽度、雾滴的粒径和速度分布方面对农用高压静电喷雾场进行了实验和分析。结果表明,与非荷电时相比,静电喷雾能使平均粒径下降,但在起始充电电压时粒径分布的均匀性和速度分布的对称性均不理想。在30kV电压以内,从低压到高压,平均粒径和速度均有所增加,而分布状况却不断改善,对于具体的静电喷雾施药场合应采取相应的取舍。当充电电压达到40kV时,雾滴在植株界面上易于粘附,同时也具有较优良的综合技术性能。     

荷电两相湍流模型的建立

荷电两相湍流存在着非均匀的空间电场与流场的耦合作用,以及荷电颗粒相与连续相流体的相间作用,是非常复杂的两相湍流运动.本文采用颗粒拟流体假设得到了荷电两相流动瞬时状态的方程组.根据雷诺时均方法,建立了荷电两相湍流的时间平均雷诺方程组,并对其中的脉动关联项进行了模拟.     

进气和压缩气反吹缸内燃烧再生的柴油机微粒过滤器

设计了一种以耐高温滤袋为过滤元件的柴油机排气微粒双过滤器系统。利用柴油机工作时大量进气流的反吹过程把沉积在滤袋上的微粒(PM)送回到气缸内,辅助用压缩气体喷嘴扫描反吹方法强制把沉积的PM彻底从滤袋上分开而随进气流回到气缸中,在燃烧室内烧掉PM实现袋式过滤器再生,达到袋滤器彻底再生的目的。在一台单缸柴油机上进行了验证性试验。结果表明,袋滤器能保证82%～94%的过滤效率。在过滤时间和再生时间相等的稳定工况下,袋滤器的进、排气阻力得到彻底恢复,能增加再生后所维持的过滤时间而减少再生频率,表明进气加上压缩气体反吹过程不仅能把滤袋捕集的微粒重新送回气缸中,而且微粒能在燃烧室中烧掉实现系统有效再生。     

旋转圆盘干燥机转子圆盘的力学模型

拉筋布置的排距与数目是影响新型旋转圆盘干燥机设计优劣的主要因素。在分析工作状态下转子圆盘受力的基础上,将拉筋对圆盘的作用分别简化成环形均布载荷和集中载荷,建立承压圆盘的轴对称模型和非轴对称模型,并根据薄板的小挠度弯曲理论,对力学模型进行求解。结果表明非轴对称模型能较好地反映圆盘的位移、应力分布趋势,用于圆盘的工程设计是偏于安全的。最后给出内压为4．0MPa、内环半径为圆盘半径的30％的工况下,常用板厚与拉筋分布对照表,便于工程设计。     

气力辅助静电雾化的PIV试验研究

为了研究气力辅助作用下静电雾化的流场特性,采用粒子图像测速技术（PIV）对风速、荷电电压及通气管与喷头间距等参数影响下的喷雾流场进行测量,并结合Tecplot后处理软件对所储存图片进行处理和分析,获得了不同参数下的静电喷雾流场特性.结果表明：通气管和喷头的间距以及风速一定时,不同的荷电电压形成不同程度的卷吸,且电压越大,卷吸现象越明显,卷吸区域沿着喷雾的轴向逐渐向下延伸;通气管和喷头的间距以及荷电电压一定时,随着风速的增大,气动力的主导作用越来越明显,在气流区的卷吸程度逐渐减弱,卷吸现象逐渐消失,卷吸区域逐渐向喷雾核心区收缩;风速以及荷电电压一定时,随着通气管与喷头间距的拉大,雾滴的漂移现象越来越严重,同时喷雾流场的卷吸现象越来越明显并逐渐向喷雾核心区靠近.     

基于粒径谱仪的畜禽养殖场空气颗粒污染物测量研究

为了分析采用空气动力学粒径谱仪实时测量畜禽养殖场空气颗粒污染物的可行性及效果,首先使用APS和MOUDI在实验室对玻璃球粉末和植物油滴进行同步测量与对比分析,然后在畜禽养殖场实时地对下风向空气颗粒污染物进行测量。结果表明:在实验室中,APS测得的2种玻璃球粉末和植物油滴的结果较准确;通过线性回归证明这2种仪器测得的玻璃球粉末和植物油滴的累积质量浓度具有一定相关性,R2都大于0.9,表明拟合度较好。在使用APS实时测量畜禽养殖场的空气颗粒污染物时,APS能够较好地反映空气颗粒污染物的变化情况,能基于其实时测量的颗粒物几何平均直径、数量浓度和质量浓度等指标从多个角度对空气颗粒污染物进行分析。     

甲醇柴油与生物柴油微粒排放粒径分布特

以石化柴油为参照,在发动机台架上,采用电子低压冲击仪及其附带的两级稀释系统测试了燃用柴油、甲醇柴油和生物柴油排放的不同粒径微粒的数量浓度、体积浓度,分析了发动机转速、负荷以及燃油种类对微粒粒径分布的影响.试验证明:在外特性下,柴油、甲醇柴油排放的微粒数量浓度随转速增大而增加,生物柴油排放的微粒数量浓度随转速没有明显变化规律;在2 300 r/min,生物柴油和柴油随负荷的减小排放的微粒数量浓度增加;标定功率下,柴油排放微粒的体积浓度大于生物柴油和甲醇柴油,但在核模态范围内,相对于柴油,甲醇柴油排放的微粒数量浓度是下降的,降幅达62.8%.生物柴油是上升的,升幅为30.7%.     

基于全因子试验碱液循环泵固液两相流数值计算与性能预测

通过全因子试验设计并结合欧拉-欧拉多相流模型对碱液循环泵进行全流场固液两相流动数值模拟,对含不同颗粒直径(0.2,0.6,1.0 mm)、不同颗粒体积分数(5%,15%,25%)和不同颗粒密度(2 400,2 800,3 200 kg/m³)时碱液循环泵的外特性数值解进行定量分析.结果表明:颗粒体积分数以及颗粒体积分数与颗粒密度的交互作用对碱液循环泵外特性影响较大;颗粒直径与颗粒密度作为与颗粒质量相关的量,对流场的作用也较为相似.建立了不同颗粒属性与碱液循环泵外特性相关的数学模型,并对碱液循环泵输送含有固相颗粒介质的外特性进行定量数值预测,为碱液循环泵的水力设计提供了理论参考.     

机械通风式笼养鸡舍内外颗粒物特征与影响因素分析

以夏季机械通风式笼养蛋鸡舍内外颗粒物为研究对象,采用风机将鸡舍内颗粒物排放到舍外,监测舍内、外颗粒物浓度变化,并分析颗粒物的传播规律。结果表明:笼养蛋鸡舍内、外以对人体危害最大的细颗粒物为主,且鸡舍外颗粒物主要来源于舍内,其浓度最高可达到舍内的55.2%;鸡舍外颗粒物粒径越小,在空气中传播的距离越远,越容易对周围居民的健康造成影响。通过分析鸡舍内、外颗粒物浓度日变化发现,舍内工作人员活动和喂料机工作均会扰动舍内沉积的颗粒物,并惊动蛋鸡,致使蛋鸡活动性增强,引起舍内、外颗粒物浓度升高。同时,随着蛋鸡日龄的增加或空气湿度的下降,舍内、外颗粒物浓度均呈现升高的趋势。因此,控制鸡舍内颗粒物浓度并采用适当的降尘措施将有利于保障蛋鸡和工作人员的健康,减轻畜禽场颗粒物对周围环境的危害。