振动轴转速对双卧轴振动搅拌流场的影响

为研究双卧轴振动搅拌机搅拌筒内流场振动搅拌过程中固液混合流体瞬态流动情况,基于计算流体力学(CFD)提供的计算方法,结合动网格技术、欧拉多相流模型、Realizable k-ε湍流模型及离散相模型,采用C语言编写用户自定义程序(UDF),并将其动态链接到CFD中,在非稳态条件下数值模拟双卧轴振动搅拌机搅拌质量受振动轴转速、固相颗粒体积分数的影响规律,并在此基础上,进行了振动搅拌试验研究。结果表明:当搅拌轴转速为35 r/min、混合料颗粒体积分数为20%、颗粒直径分别为10 mm、20 mm和30 mm时,振动轴转速分别为960 r/min、1 460 r/min和1 800 r/min时其搅拌质量最佳;数值分析结果与试验结论基本一致,说明了数值计算结果的准确性和计算方法的可行性。     

空气换热器局部结构形式对气体流场的影响

实际工况中气体换热装置经常出现换热能力与设计计算结果不符的情况。为了探究其原因,文章建立三维模型,模拟壳程内冷空气的流动状态并分析气体的分布特点,探讨了改变换热装置局部结构对气体分布的影响。结果表明:改变局部结构可以增大有效换热面积,提高换热效率,从而为换热器设计提供了除热力计算以外的参考依据。     

发夹式换热器管束流致振动数值模拟研究

运用计算流体力学方法,采用ANSYS CFX软件对发夹式换热器的壳侧流场进行了三维数值模拟。流场计算中采用多孔介质模型对管束区域进行简化,分析了壳侧流场的速度分布,结果表明:直管段部分的流体湍流强度大于弯管段,且外层管束所在区域为高流速区,受流体冲刷严重。结合流场信息,通过功率谱生成随机激振力,采用ABAQUS软件模拟计算了湍流激振下管束的振动响应,结果显示管束的面外均方根位移远大于面内位移,且弯管部分的振动位移最大。该研究结果可为发夹式换热器的性能分析和优化设计提供参考和依据。     

航空发动机复杂扭曲叶片分步电解加工研究

为实现复杂扭曲叶片在较小间隙下的稳定加工,提出了一种分步式电解加工的工艺方法,建立了复杂扭曲叶片小间隙(0.2 mm)和大间隙下(0.5 mm)扭曲流道的流道模型,采用有限元法进行了流场仿真研究,结果表明增加流道间隙可以解决流道中涡流和流场紊乱的问题。开展了复杂扭曲叶片小间隙连续式加工和分步式加工的试验研究。结果表明,采用小间隙连续式加工,当阴极进给至3.8 mm位置时,在叶片排气边靠近叶根流道扭曲处出现短路打火情况;而采用分步式加工方式能够实现加工的顺利进行。     

托盘式湿法烟气脱硫塔阻力特性研究

采用冷态物理模型结合商用CFD(Computational Fluid Dynamics)软件,对山东某火电厂300 MW机组配套托盘塔的流场和阻力特性进行了研究,取得了孔板阻力损失与液气比之间的二次函数关系。研究结果表明,塔内两相流场分布合理,入口处液滴受烟气的拖拽作用形成明显的干湿界面,负荷和液气比是影响脱硫塔阻力的重要因素。当液气比一定时,托盘上方能够维持相对稳定的持液层及鼓泡过程;满负荷运行时,脱硫塔阻力损失约为1600 Pa,其中孔板占1/4,持液层占3/4。拟合获得了托盘区阻力损失同液气比之间的关系,为托盘塔的应用、运行及优化提供了理论指导。     

旋切式PDC钻头水力结构优化

旋切式PDC钻头比常规PDC钻头的结构更复杂,工作原理也比较特殊,常规的数值模拟方法不能全面描述旋切式PDC钻头水力结构及井底流场特性。鉴于此,采用标准k-ε模型和离散相模型(DPM)对旋切式PDC钻头井底流场进行仿真模拟,并对钻头的水力结构进行优化设计,对优化前后旋切式PDC钻头的井底流场进行对比分析。研究结果表明:刀盘形状的改变有利于工作流体的流动,可以降低刀盘附近岩屑颗粒的质量浓度;采用带有曲率的喷嘴可以增强旋切式PDC钻头刀盘区域的井底清洗效果;当采用曲率为1/50的喷嘴时,刀盘区域的井底清洗效果最好;当采用中心喷嘴直径12. 0 mm和边缘喷嘴直径8. 8 mm的组合方案时,旋切式PDC钻头的清洗和携岩能力达到最优。研究结果对未来页岩气开采方式的研究具有一定的指导意义。     

浅槽重介分选机流场模拟与结构优化研究

浅槽重介分选机是当下动力煤洗选的主流设备。以红柳选煤厂W26F60浅槽重介分选机为研究对象,基于实际尺寸和实测参数,运用数值模拟软件——FLUENT对其内部流场进行了仿真,对生产中常见的矸石刮板偏载问题进行了分析,并对分选机结构进行了优化。研究结果表明:当水平流和上升流的流量比在4∶1～9∶1之间时,分选槽内可形成较为理想的流场分布;导致矸石刮板偏载及矸石带煤的原因是,大块矸石在没有上升流的壁面附近被倾斜向下的"水平流"直接冲到槽底;在分选槽内部安装栅型导料板,可在不影响其内部流场分布的前提下将大块矸石引导至刮板运输机中部,确保分选机获得理想的工作效果。