旋风分离器内速度场的数值模拟研究

为了研究旋风分离器内流场的运动状况,借助Fluent软件,采用大涡模拟,基于曲线坐标系的SIMPLEC算法,对切向入口的Stairmand旋风分离器内速度场进行三维数值模拟研究。通过数值模拟,得到旋风分离器内的切向速度、轴向速度及径向速度的分布规律,为今后充分认识和设计旋风分离器提供一些有意义的参考和理论指导。     

旋风分离器非稳态流场的简化分析

定性分析了非稳态旋进涡核在旋风分离器流场中的运动形式及其对流场的影响。按照涡丝在流场中产生诱导速度的原理，提出了旋风分离器流场中有旋进涡核存在时流场的计算方法，通过计算值与实测值的比较发现两者吻合较好。     

双级分离式旋风分离器数值模拟及试验研究

运用FLUENT软件对3种采用不同二次分离元件直径尺寸的双级分离式旋风分离器模型进行了数值计算,研究分析了其内部流场特性和以旋流切向速度为代表的主要参数的变化规律,在考虑压差阻力和分离效率权重的基础上,得出二次分离元件的最佳直径尺寸,并与模化试验结果进行对比,确定了最优性能的双级分离式旋风分离器结构方案,为优化其结构参数并提高其性能提供理论指导和参考。     

旋风分离器的气相流场的性能分析及数值模拟

采用CFD的专业软件FLUENT对旋风分离器的分离效率进行仿真计算。通过对旋风分离器内气相流场的模拟,观察其速度云图得出,在旋风分离器中心区域有一明显的气芯柱,且切向速度和轴向速度都具有较好的轴对称性;通过改变控制参数研究旋风分离器的分离效率,得出的结论是:当增大入口气体流量、提高颗粒相浓度将有利于提高旋风分离器的分离性能,粒径较大的颗粒分离效果较好。     

静电旋风分离器流场的实验研究

介绍了静电旋风分离器内的速度场和压力场的测试结果 ,并对此进行了详细的分析 ,指出了安装电晕极不仅能降低常规旋风分离器的阻力 ,而且有利于提高常规旋风分离器的效率 ,即电晕极对静电旋风分离器起到了减阻增效的作用。     

过滤分离器流场的CFD模拟分析

该文运用fluent软件对过滤分离器筒体内部的流场进行了CFD模拟分析,得到了过滤分离器筒体内部流体的流速分布规律.与API/IP 1582给出的简化模型相比,该方法能全面地反映筒体内部流场的分布规律,为设计更加合理的过滤分离器结构提供支持和帮助.     

旋风分离器内置导流叶片的流场分析

旋风分离器是油气开采领域除砂的核心设备,为研究结构对分离效率的影响,新设计了一种内置的导流叶片,基于CFD采用fluent软件对新型旋风分离器进行流场分析。结果表明：内置导流叶片的旋风分离器切向速度最大值比传统Stairmand分离器有显著提升,径向速度小幅降低,轴向速度减小并延长颗粒停滞时间。入口风速为15m/s时压降提高了15%,随着入口风速的提高压降升高的幅度越来越小,在25m/s时,压降升高11%。针对粒径2.5μm以下颗粒的分离效率平均提高了11%～19%,该研究为旋风分离器后续设计提供一定的指导意义。     

方形旋风分离器数值模拟研究

针对圆形旋风分离器空间利用率不高,安装后密封性能低等问题,提出一种柱锥式方形旋风分离器,并通过数值模拟对其流动特性、分离性能的影响机理进行研究。采用雷诺应力模型(RSM)和随机轨道模型(DPM),重点分析了该结构方形旋风分离器不同流量下流场压力分布和速度分布,及颗粒入射位置对颗粒运动轨迹的影响。结果表明:该结构旋风分离器流场特征与圆形旋风分离器近似,存在对分离性能有较大影响的二次流。在分离效果损失不大的情况下,在空间利用和安装排布上有明显优势。     

基于CFD的旋风分离器的结构优化设计

应用计算流体力学软件FLUENT对旋风分离器进行三维气固两相流场的数值模拟。根据不同结构参数(排气管直径、排气管插入深度以及锥体和筒体的相对尺寸)的旋风分离器内部流场模拟结果,分析了不同参数对分离效率和压降的影响,得到旋风分离器的最优结构参数,并对最优结构参数的旋风分离器动、静压力和三维速度进行数值模拟和分析。     

基于离散相模型的旋风分离器内部流场数值研究

针对旋风分离器内部流场的研究,采用数值模拟的方法模拟了分离器内固体颗粒的运动轨迹。通过分析不同粒径及入口速度对旋风分离器内固相颗粒运动轨迹的影响,探索了颗粒在旋风分离器中运动的物理机理,随后对旋风分离器的灰斗长度进行了优化。结果表明:颗粒在旋风分离器中运动轨迹比较复杂,且同时受到入口速度和粒子半径的影响,相同粒径颗粒在不同入口速度下运动轨迹不同,且小粒径颗粒较容易受到入口速度的影响,旋风分离器在标准灰斗长度下的分离效率及分离性能最好。模拟结果可为工程实际应用提供一定的理论指导。     

FEM SIMULATION AND EXPERIMENTAL RESEARCH ON THE SHEET BLANKING

0 INTRODUCTIONBlanking is one of the most widely usedmetalforming processes to produce machineparts.Blanking clearance between punch and femaledie is one of the most important parameters that affectthe cutting fOrce and the cutting surface quality. Theabsolute value of clearance depends on the thickness ofthe sheet metal, its tensile and shearing strength, aswell as on the cutting speed, the type of blankingpunch and the required quality of the cuttingsurface. In steel sheet blanking, man…     

NUMERICAL SIMULATION AND EXPERIMENTAL RESEARCH ON HYDRAULIC COUNTER-PRESSURE DEEP DRAWING OF CONICAL PART

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＨｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｕｎｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅｄｅｅｐｄｒａｗｉｎｇ(ＨＣＤＤ )ｉｓａｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｓｈｅｅｔｍｅｔａｌｄｒａｗｉｎｇ[1] .Ｉｎｅｓｓｅｎｃｅ ,ＨＣＤＤｉｓｔｈａｔｔｈｅｂｌａｎｋｉｓｄｒａｗｎｉｎｔｏｔｈｅｃｈａｍｂｅｒｂｙｐｕｎｃｈ ,ｆｏｒｍｅｄｗｉｔｈｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅａｃｔｅｄｏｎｉｔｓｏｕｔｅｒｓｉｄｅ .Ｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｅａｔｕｒｅｓｌｏｗｅｒｄｉｅｃｏｓｔ,ｆｅｗｅｒｆｏ…     

射流流量计的仿真与试验研究

以流场仿真为基础,设计射流流量计内部流道结构,研究射流流量计内部流场的速度分布和压力分布,并研究射流附壁诱发流体交替振荡的机理,提出主射流的偏转过程实际上是两个共同作用于主射流的涡流强弱交替的过程。在此基础上,以仿真模型优化射流流量计,通过试验验证射流振荡的效果以及管道流速与流体振动频率之间的特性关系。并设计出计量范围0．55～6．50 m／s(气体介质)、精度等级高于2级的射流传感器,为射流流量计的结构改进和优化设计提供了有效的途径。     

旋风分离器内颗粒浓度分布特性的数值分析

采用改进的雷诺应力模型和分散的颗粒随机轨道模型,并利用单元内颗粒源法对旋风分离器内的颗粒浓度分布进行数值模拟,与试验结果对比表明两者吻合较好,有较高的预报精度。数值模拟结果表明,旋风分离器外壁的颗粒浓度呈螺旋带状分布,且螺旋灰带以一定的频率上下窜动,在环形空间和灰斗的顶板下方存在顶灰环,且顶灰环不均匀,具有显著的非对称性;在分离空间下部排尘口附近有明显的颗粒返混,范围在排尘口上方约1.5 D (筒体直径)以内,排尘口上方的强旋流动对颗粒有显著的二次分离作用。讨论粒径(3～23 μm)、工作温度(20～ 1 000 ℃)、入口含尘浓度(0.03～10 kg/m3)和进气速度(12～30 m/s)对颗粒浓度分布特性的影响规律。     

NUMERICAL SIMULATION AND EXPERIMENTAL VALIDATION OF THE TEMPERATURE FIELD IN SURFACE GRINDING

Three-dimensional numerical simulations are carried out to investigate the temperature field in the contact zone due to the thermal loading of the workpiece in surface grinding. This technique considers that the thermophysical properties of the workpiece material are non-linear according to temperature, the contact zone between the wheel and the workpiece is assumed as an arc surface, and the heat flux entering the workpiece is assumed as proportional to the local undeformed chip thickness. A good agreement is found between the simulated results and the experimental observations. The high grinding temperature leads to the thermal expansion of the workpiece material, which causes the thickness of the actual material removal layer to be larger than the cutting depth. The grinding temperature at the central portion is higher than that on the side of the workpiece during the wet grinding, thus the material removal layer in the central zone is thicker than that on the side zone, and the workpiece surface is concave across the grinding width.     

涡流管内三维强旋流流场数值模拟

根据流体在涡流管内流动的强旋流特点,建立涡流管内流体流动的三维物理模型,采用计算流体力学中Realizable κ-ε模型对涡流管内流动进行数值模拟,得到切向、轴向与径向流速的分布规律,并对涡流管内部流场的循环流特性进行详细分析.在此基础上,利用量纲一分析方法将数值结果与前人的实测结果加以比较,在一定程度上验证了模拟结果的精确性.数值结果表明,涡流管内的流体流动呈现出复杂的三维流动状态,从旋涡的角度来看,有准自由涡与准强制涡的组合运动;从轴向与切向运动的合成而言,有外旋流与内旋流之分;从径向与切向的综合流动分析,则有所谓的螺旋流存在;就径向与轴向运动的合成而言,则有循环涡流的存在;轴向流速包络面是内外旋气流的分界面,内外旋气流以循环涡流的形式通过轴向零速包络面不断进行传热传质交换.     

EXPERIMENTAL AND NUMERICAL RESEARCH ON BULLDOZER WORKING PROCESS

A simulative analysis coupled with experiment on behaviors of a soil bed cut by a model bulldozer blade is carried out using the finite element/distinct element method(FE/DEM) facility built in the ELFEN package. Before simulation,the soil specimens are examined through uniaxial tensile/compression,triaxial compression and direct shear tests to obtain model characteristics and relevant parameters,then soil cutting experiments are carried out via a mini-soil bin system with a soil bed of 60/120 mm in width and 10 mm in depth cut by a 1/9 scale model bulldozer blade moving with the velocity of 10 mm/s. The soil constitutive model includes the tensile elastic model for tensile breakage and the compressive elastoplastic relationship with Mohr-Coulomb criterion. The cutting length in simulation is set as 1/4 of that in the experiment divided into 1 869 triangular elements. The comparison between the simulated results and experimental ones shows that the used model is capable of analyzing soil dynamic behaviors qualitatively,and the predicted fracturing profiles in general conform to the experiment. Hence the feasibility for analyzing soil fracturing behaviors in tillage or other similar processes is validated.     

水轮机尾水管内部压力脉动试验研究

水轮机尾水管内部的水压力脉动是影响水轮机组运行稳定性和发电效益的重要因素之一。对水轮机模型,测取了从直锥段进口至尾水管出口8个截面共26个测点在6个稳定运行工况下的水压力脉动数据。通过水压力脉动数据的FFT频谱分析,研究了直锥段和尾水管内部在不同位置不同工况下的压力脉动在时域及频域上的变化规律。结果显示,尾水管内部的压力脉动在不同位置不同工况都有区别,直锥段内的压力脉动与转轮出口流态密切相关,尾水管肘管之后的压力脉动与尾水管本身的形状关系较大。这对改善尾水管设计、提高机组运行稳定性具有参考价值。     

微型无阀泵流动特征仿真与试验研究

介绍了微型无阀泵的结构及基本原理,应用 CFD（Computational fluid dynamics）技术对典型驱动频率下的流场流态进行了动态仿真。在不同结构参数、控制频率、振动幅值及驱动膜刚度等多种条件下,对无阀泵性能进行了试验研究。讨论了结构参数、驱动条件等因素对无阀泵流动特性的影响,分析了无阀泵管道周期、振动频率、驱动膜刚度等因素与流动参数之间的关系,在此基础上提出了微型无阀泵设计与控制的改进方案。     

板料冲压加工数值模拟中接触摩擦问题的研究

在分析汽车覆盖件形状特征及冲压过程接触状态变化的基础上,提出了基于微分几何和参数曲面的外推式逐级扩散搜索新算法,该方法避免了大量重复接触点的判断和点与曲面之间最短距离的计算,提高了搜索效率。用修正的罚函数法和库仑摩擦定律分别对接触点的法向接触力和切向摩擦力进行计算,并根据接触单元的形状实现了接触力从被接触点到接触单元节点的转化。通过算例分析验证了所用方法的可行性和有效性。