导流板对气动式集聚纺纱纤维集聚区内气流流动状态影响的数值分析

采用计算流体动力学软件,分别在包括与不包括导流板两种情况下,模拟了气流在气动式集聚纺纱纤维集聚区内的流动状态,并依据数值模拟结果,分析了导流板对纤维集聚区内气流流动状态的影响。模拟结果显示:纤维集聚装置中包括导流板时,可使纤维集聚区内的气流以平行于支撑纤维须丛的弧形壁面的流动态势向气流吸聚槽流动,且气流吸聚槽左、右两侧区域气流的流动速度更高,流动速度的差异更大,气流吸聚槽左、右两侧区域流向气流吸聚槽的气流更容易汇聚于一点,且该气流汇聚点更靠近气流吸聚槽的一侧边缘。     

平行送风型干燥装置模拟设计与验证

从送风方式和空气处理方式两方面入手,采用静压箱孔板送风方式,以及太阳能预热—同步热泵加热—辅助电加热梯级供能,设计出一种通过均匀孔板营造平行送风的干燥装置。采用CFD仿真方法对送风结构进行物理模型模拟,依据CFD最优物理模型制作出实物模型,并进行验证实验。采用平行送风方式,送风温度一般低于传统送风方式2~4℃,干燥时间可缩短1.5%~3.5%。     

回转组合多层筛风道系统仿真分析

利用流体动力学分析软件(FLUENT)对回转组合多层筛风选通道内气流速度、气流方向进行了仿真模拟,得到回转组合多层筛风道系统流道的速度云图。通过观察分析速度云图,发现上沉降室内气流速度不稳定,沉降区速度过大,不能有效沉降轻杂。研究发现上挡风板尺寸及其与进风口的距离直接影响着上沉降室气流速度大小和气流分布状态,经优化后上沉降区域的气流速度明显降低,低速区增大,涡流减少,有效提高了杂质沉降效率和降低能耗。     

船舶低温实验室孔板送风设计和数值模拟

某极地科考船舶上具有如低温实验室等对温湿度有特殊要求的舱室,其舱室空气环境设计面临很大的挑战,传统送风方式难以满足需求,在设计时考虑采用孔板送风以达到设计温度要求。文章针对孔板送风末端在船舶领域的应用经验和设计规范的缺乏等问题,在设计初始阶段采用计算流体力学方法对其进行气流组织模拟分析和优化应用研究。结果表明采用全面孔板送风形式可使该低温实验室温度达到设计要求。文章研究结果对船舶孔板送风末端的应用研究具有参考借鉴意义。     

木材热风干燥室空气流场均匀性研究

针对木材在常规木材热风干燥室存在板材开裂、变形翘曲,板材最终含水率不均匀等问题,设计了可调控引导送风罩和移动调节装置;转动定位螺母调节导流舌板位置可改变出风口大小;驱动电机带动滚轮转动,可实现风机支撑框架整体沿X方向移动自动调节;利用计算流体力学(CFD)软件SC/Tetra对优化设计前后的干燥室内空气流场进行数值模拟计算,并对气流速度特性进行测试分析。结果表明优化设计后的干燥室沿板材堆垛高度方向上各层气流速度偏差可控制在±10%以内;空气流场分布的均匀性提高了70%。优化后的干燥室木材干燥质量和干燥效率得到明显提升。     

热风干燥烘房气流速度场均匀性优化

针对常规干燥烘房存在气流速度场不均匀,导致木材干燥不均、干燥效果差的问题,课题组在常规干燥烘房的基础上,设置风机引导送风罩,利用FLUENT对设置3种规格送风罩的烘房进行数值模拟,结果表明600 mm×300 mm矩形出风口的引导送风罩可以使气流速度场均匀性达到最佳;将其与常规干燥烘房进行对比,结果表明设置600 mm×300mm引导送风罩的干燥烘房能使气流速度更加均匀,气流均方差降低了2. 5%,变异系数降低了4. 0%。本研究可提高木材干燥的均匀性。     

空气过滤器的设计技巧

空气过滤器利用导流板使气流高速旋转,通过离心力将压缩空气中的液态水、液态油滴分离出来,同时在气流通过滤芯的微小缝隙时滤去空气中的灰尘和固体杂质.分水效率、过滤精度和流量特性是主要的性能指标.设计空气过滤器的关键是导流板的叶片角度控制在30°～45°,进气口面积、导流板过流面积和出气口面积依次递减,流道设计简单化,减少压力损失.     

基于CFD的细纱机吸棉笛管流场分析与改进优化

细纱是纺纱生产的最后一道工序,其清洁系统性能的高低对纱线质量有着重要影响。针对吸棉笛管工作效率不足问题,基于计算流体动力方法(CFD),采用三维κ-ε湍流模型,利用Ansys Fluent软件对吸棉笛管内腔气流场进行了仿真计算。结果表明:现有吸棉笛管中x方向运动气流主要集中于靠近后壁面区域,通过吸口的气流垂直冲击壁面后造成较大的气流阻滞区域和气流涡流区域。采用不超过26°角度导流孔对气流场有一定的改善,增加了气流向中间尾管x方向分量速度,提高了流出尾管气流流量,减少了气流垂直冲击壁面造成的动能损失。     

丙烯腈纺丝用喷丝头内流场数值研究

在聚丙烯腈基碳纤维生产过程中,喷丝头喷出的原丝存在断裂、缠结和均匀性差的现象,课题组在喷丝头原有矩形分配板的基础上,进行结构优化设计。在保持开孔率不变情况下,改进了分配板上孔的分布和结构尺寸;在平板结构基础上,增加导流锥体。提出一种喷丝头内部流场均匀性的评价方法。基于流体动力学分析软件FLUENT,采用Laminar层流模型和多孔阶跃模型,对使用不同分配板结构的喷丝头进行数值模拟。模拟结果表明:优化后的矩形分配板能够有效提高喷丝头内流场的均匀度,其速度分布曲线接近出丝良好的圆形喷丝头流速分布曲线。模拟结果对改善矩形截面碳纤维原丝出丝和矩形分配板结构喷丝头内流场研究具有一定参考意义。     

基于有限元方法的全聚纺集聚区流场数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS中的FLOTRAN CFD分析功能,对全聚纺集聚区内的三维流场进行数值模拟分析。通过模拟结果的对比分析,得到全聚纺集聚区内气流速度及气流分布规律,对全聚纺工作原理进行解释。其次结合环锭纺和全聚纺纯棉纺纱实验,讨论气流全聚纺集聚区气流分布对纯棉纱质量的影响。结果表明:对于纯棉纱的纺制,全聚纺有利于改善成纱条干,提高成纱强力,减少有害毛羽的同时保留丰富的有益毛羽。     

易腐食品冷藏运输车内温度场影响因素仿真研究

运用k-ε湍流模型,对不同厚度的车厢隔热材料、不同送风口位置、不同送风温度及不同送风速度条件下冷藏运输车厢内温度场进行数值模拟。结果表明:冷藏运输车车厢聚氨酯隔热材料合理厚度为100～120mm;制冷设备送风口位于车厢内正前下方位置时,车厢内各个不同典型断面温度均匀性最好,并且厢内各处温度更接近于设定值,送风口位于车厢中间位置次之,送风口位于车厢内正前上方最差;冷藏运输温度要求不同,对制冷设备的最佳送风速度要求也不同,冷藏运输车厢内温度要求高,其合理的送风速度也相应要求高,并且每种冷藏运输温度条件下都有与之对应的最佳风速。     

CFD在发芽罐空调系统节能改造中的应用研究

针对发芽罐空调系统能耗严重的问题，采用CFD软件Fluent模拟空调系统气流流道流场，通过添加导流板进行气流导流模拟改造。结果表明，气流导流可有效改善气流流场，增大风量或降低能耗，可提高空调系统风量17．9％，提高换热量18．8％，降低风机功耗12．5％，换热量增大6．7％；节能改造投资少、效益高。     

卷烟机风力送丝落料器的设计

深圳卷烟厂设备在异地搬迁改造中,将原来为GD121型卷烟机配套的小车送丝供料,改为风力送丝供料,委托许昌烟机公司设计开发与GD121型卷烟机配套的风力送丝落料器.新设计开发的落料器采用板式组合箱体,便于加工,精度高;采用负压风侧面进给,沿顶部,经过滤网进入料仓,形成合理分布的负压区,平稳有序抽吸烟丝.使用负压释放装置,料仓内的负压得到释放,使烟丝顺利下落,同时清洁滤网.该落料器,增强了密封性能,滤网清洁方便,满足使用性能.是小车送丝的理想替代产品.     

低压供气式射流器的性能研究

设计加工了一套供气式射流曝气器清水充氧性能测试装置,并利用该装置对新型的低压供气式射流曝气器进行清水充氧性能研究。清水试验表明：低压供气式射流曝气器氧利用率达16．34％;理论动力效率达2．65～3．05kgO2／kWh。优于其它形式的曝气设备,能有效降低能耗。     

集聚纺气流导向元件的偏移对集聚效果的影响

针对立达第3代集聚系统的气流导向元件在生产中左右偏移的现象,分析了该现象对集聚效果的影响。选取气流导向元件的居中位置,以及左右各偏移1.5、2.5 mm共5个特征位置,使用Fluent软件对集聚系统流场进行数值模拟,并通过CFD软件对模拟结果进行数据分析。对比分析后发现,在发生1.5 mm和2.5 mm偏移时,集聚区均出现不同程度气流速度和静压大小的变化,包括集聚范围缩小、集聚气流速度忽高忽低和集聚处静压降低等。通过纺纱实验对模拟结果进行验证后得出:气流导向元件发生1.5 mm偏移时气流速度和静压大小改变引起的成纱质量波动较小,而当偏移量达到2.5 mm时成纱条干不匀上升3%,毛羽指数增加了8%,其影响趋势与理论研究结论相吻合。     

喷气织机主喷嘴内部流场的数值计算

由于主喷嘴结构较为复杂,加工制造精度高,难以简单地采用实验方法测量其内部的流场特征,所以采用数值计算的方法,解析主喷嘴内部轴向和径向的气流速度分布规律,并比较不同供气压力条件下流场的变化情况。研究结果表明,主喷嘴内部气流非常复杂,既存在超音速区域,又存在回流现象,并且当供气压力过大时回流现象直接影响到引纬过程,因此供气压力设置范围应确保为0.2～0.4 MPa,研究所得对喷气织机织造工艺的优化具有较好的指导作用。     

供气压力对辅助喷嘴气流中心线的影响

为分析供气压力对辅助喷嘴气流中心线的影响,以避免出现虚假汇交现象,首先对主辅喷射气流产生虚假汇交现象进行理论分析,在此基础上利用气体流场测试装置,以泰坦TT-800喷气织机为实验平台,在改变供气压力条件下,对津田驹HTS1-9D的D型辅助喷嘴的实际流束中心线进行了测试分析。结果表明,当辅助喷嘴供气压力增大时,到达筘槽内侧的辅助喷嘴实际气流中心线与辅助喷嘴几何中心线之间的垂直距离逐渐增加。在实际织造生产中,可根据到达筘槽内侧的辅助喷嘴实际气流中心线与辅助喷嘴几何中心线之间的垂直距离的变化,来适当调节辅助喷嘴的安装高度,以避免出现虚假汇交现象,提高织造效率。     

基于螺旋导引槽空心锭子的喷气涡流纺加捻腔流场模拟

针对喷气涡流纺纺纱过程中存在的成纱强力偏低的问题,提出一种基于螺旋导引槽空心锭子以提高成纱强力的方法。通过数值模拟的方法,研究基于螺旋导引槽空心锭子的加捻腔气流场流动特征,验证螺旋导引槽空心锭子结构对成纱性能的改善作用。结果表明：空心锭子外表面的螺旋导引槽可以引导气流流动,使自由尾端纤维的加捻作用增强;此外,螺旋导引槽结构的存在,导致槽内外气流的静压和速度存在差异,引起自由尾端纤维的内外转移,并产生自捻效应,可进一步实现喷气涡流纺纱线强力的提高。     

喷气涡流纺喷嘴内部三维流场的数值研究

采用3D CFD建立喷气涡流纺喷嘴结构模型,应用Fluent 6.2流体计算软件对模型内气流场进行数值模拟,表征了喷嘴内部三维流场的流动状态,解析了喷嘴内气流流场的压力场和速度场分布,分析了流场与成纱机制的相关关系。研究表明:压缩气流经喷孔后在喷嘴内形成三维旋转气流,切向、轴向气流速度分布符合旋转气流理论;切向气流对边缘自由端纤维加捻,轴向气流对纤维束的牵伸作用可忽略,径向气流对纤维束起膨胀作用,在切向气流作用下获得更多的包缠纤维;喷嘴内部静压呈U形分布;边缘自由端纤维在不同位置加捻程度的差异导致纱线捻度不匀。     

球罐型360°茶叶摇青机设计及实验验证

针对现有滚筒式摇青机工作过程中流场分布不均匀导致茶叶做青品质参次不齐的问题,设计了一种新型球罐型360°茶叶摇青机,并优化其热风输送管结构;采用计算流体动力学软件STAR-CCM+对摇青机球罐体流场进行数值模拟,并通过样机做青验证。结果表明:球罐型360°茶叶摇青机送风管加装导流板,球罐内部不同点的实测最高温度与最低温度偏差2 K,气流分布均匀。在做青吹风时间、摇青时间、晾青时间和做青次数等工艺参数相同条件下,新型摇青机茶叶做青品质优于传统滚筒式摇青机。