喷气涡流纺涡流管喷孔工艺的实验研究

喷气涡流纺是利用高速旋转气流在涡流管中对纤维加捻而使其成纱,为了研究涡流管喷孔参数对纺纱的影响,对涡流管的喷孔参数(喷孔孔径、喷孔角度和喷孔个数)进行探讨,选择2种喷孔直径(0.5、0.6 mm),并在这2种直径下选择7种喷孔角度(30.0°、32.5°、35.0°、37.5°、40.0°、45.0°、50.0°)、3种喷孔个数(4、5、6),以粘胶为原料在喷气涡流纺纱小样机上进行纺纱实验,结果表明:当喷孔角度为45.0°,喷孔直径为0.5 mm,喷孔数目为4时,成纱质量好且能耗小.     

高浓漂白塔底稀释区旋转喷射管数值模拟

通过Fluent的Realizable κ-ε湍流模型以及多重旋转坐标系(MRF)技巧,对高浓漂白塔底稀释区旋转的直形和纺锤形两种喷射管进行了正反向几种转速的数值模拟,并对其各个出口的核心速度进行了采集和分析,然后利用粒子图像测速仪(PIV)对该模型进行了验证.结果表明,直形喷射管反向旋转转速10 r/min左右时,其各个出口的速度差值较小;纺锤形喷射管在正向旋转转速50 r/min下,其各个出口的速度差值最小;低转速的旋转喷射管在这两种条件下均可以视为等速喷射.用Realizable κ-ε湍流模型以及MRF技巧对旋转喷射水管进行数值计算和分析是可靠的.     

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。     

基于涡流管的无水胶印油墨温度控制方法

为了研究无水胶印油墨温度的控制方法,构建了以涡流管为温控介质发生装置的无水胶印油墨温度控制系统并进行仿真试验。在分析涡流管工作参数及特性的基础上,利用油墨热载荷函数和温控墨辊的换热模型,建立了以油墨温度为控制对象、以涡流管热端伺服阀为控制元件的PID控制模型。采用Lab VIEW进行了仿真,结果表明:这种油墨温度控制的系统可在3s内将温度偏差缩减到15%以内,利用多级涡流管可提高油墨温控响应时间。     

供气调节阀内部流场数值模拟研究

文章以过热蒸汽为介质,利用FLUENT软件对供气调节阀进行数值模拟分析,验证了调节阀数值模拟的可行性。通过数值模拟获得了调节阀内部流场、压力场并进行了分析。研究成果对揭示调节阀内部场分布规律,改进调节阀性能具有一定的指导意义。     

结构参数对文丘里管空化性能影响的数值模拟研究

为了达到更好的空化效果,课题组基于FLUENT软件,采用标准κ-ε湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型对文丘里管的空化流场进行数值模拟研究.通过对模拟所得的空化云图、蒸气体积分数及空化数进行对比分析,探究了文丘里管的喉径与管径比、入口角度、喉径与喉长比以及出口角度等结构参数对空化效果的影响规律.结果表明:空化效...     

冷藏集装箱内部流场的动态数值模拟与验证

冷藏集装箱流场的均匀性是影响食品储存质量的重要因素之一。通过CFD建立三维非稳态模型,利用FLUENT软件对所建立的模型进行不同参数的模拟分析,讨论温度场、速度场以及货物堆码对冷藏集装箱流场的影响,进而得出结论:冷藏集装箱内的流场存在明显的不均匀性,箱体前部与后部的温度存在明显的波动,不利于货物的储存;送风速度以及货物堆码方式的改变都会影响箱内流体的分布情况,进而影响到换热效果;综合温度场与速度场以及食品储存,冷藏集装箱合理送风速度为5 m/s左右;四体式堆码方式优于其它两种堆码方式。验证实验中实测温度与模拟温度的平均偏差在1.1℃左右,两者偏差不大,说明所建立的模型适用于冷藏集装箱内流场的模拟。     

高压无气喷涂扇形喷嘴结构参数对内部流场影响的数值模拟

为研究高压无气喷涂中喷嘴内部结构参数对内部涂料流动状态的影响,在Fluent中对不同结构参数（收缩角,出口段长径比,出口切槽夹角）的喷嘴模型分别进行建模及数值模拟计算,黏性模型为层流模型,涂料为乳胶漆。仿真结果表明,在其他条件不变的情况下,喷嘴收缩角,出口段长径比,出口切槽夹角的改变都会对内部涂料的流动状态产生影响。随着喷嘴收缩角的增大,涂料流体的压力衰减和速度梯度也会明显加大;长径比的改变会影响流体的流速。切槽夹角对流体流速的影响较大,随着切槽夹角的增大,流体出口流速也会增加,但集束性会随之降低。     

应用STAR-CCM+的旋流喷嘴内部三维流场数值模拟与分析

在环锭细纱机上安装旋流喷嘴,能较好地减少细纱毛羽。应用软件STAR-CCM+对旋流喷嘴内部流场进行数值模拟,表征了喷嘴纱道流场的分布情况,解析喷嘴纱道中径向、切向、轴向三向速度分布规律。当喷嘴气道与纱道相交方向和相切点不同时,结合气流对纤维的作用,分析旋流喷嘴纱道中的气流分布规律。从模拟结果得出：旋流喷嘴纱道与气道相切点沿X轴负方向长度为14mm,且喷嘴气道与纱道相交方向向上时,所形成的气流可以减少占大多数的顺向毛羽。     

基于CFdesign的雾化喷嘴上游流场数值模拟研究

在低压家用喷雾器的设计与改进过程中,为了进一步研究低压雾化喷嘴的喷雾特性,得到更好的雾化效果,文章以一种手扣式喷雾器为实例,运用CFdesign流体仿真软件,对雾化喷嘴上游流场进行了数值模拟。分析了流速场、压力场和流迹线的分布规律,并对影响喷嘴出口流速的导管结构参数进行研究与对比。研究结果表明,喷嘴入口的速度变化率随导管与喷嘴直径比的增大而增大,喷嘴入口的形状、导管长度直径组合参数共同影响喷嘴出口流速并存在最优值。     

基于NUMECA技术的喷气织机主喷嘴内部流场数值模拟

针对目前国产喷气织机喷嘴气流流场相关的数据主要是通过安放传感器进行试验测试的方法来获得,存在一定的不准确性的问题,通过对喷气织机主喷嘴现状的分析提出了应用CFD的思路,简要介绍了NUMECA软件,并应用该软件进行主喷嘴内部流场数值模拟,为国产喷气织机主喷嘴的研制开发提供参考.     

立式水力碎浆机内部浆料流场数值模拟及其新型槽体结构的研究(二)

基于国内外已有的相关专利和应用的立式水力碎浆机结构,提出了一种高效、节能和运行平衡稳定的新型鼓槽体结构;然后,运用FLUENT软件对新型鼓槽体内部浆浓为5%的浆料流场进行数值模拟,以得到其内部浆料流场的压力、流速和湍流强度的分布情况,并与O形和D形槽体进行分析对比;最后,通过小型碎浆装置碎浆实验验证数值模拟结果。实验结果表明,新型鼓槽体螺旋返流板立式水力碎浆机的结构特征为槽体采用鼓形结构,并且在槽壁上焊有反流向、45°螺旋线、间断排布、带凹槽的梯形截面返流板;椭球弧形收口和返流板的合力作用可将浆料同时向槽体中心和槽底转子区域推送,同时返流板附近湍流强度平均增强100%,有效提高了碎浆效率;倒锥体部壁面处的浆料速度为5 m/s,能够有效降低因径向撞击壁面造成的能量损失;碎浆过程中,鼓槽体的振幅有效值远低于具有不对称结构的D形槽体,保证运行时的安全性和稳定性。     

立式水力碎浆机内部浆料流场数值模拟及其新型槽体结构的研究(一)

以高效、节能、运行平衡安全为主要依据,在分析国内外现有专利和应用中的立式水力碎浆机槽体结构型式基础上,运用FLUENT软件对O形和D形2类槽体结构中浆浓5%的浆料流场数值模拟,得到两者内部流场的压力、流速和湍流强度的分布并进行对比分析。结果表明,传统O形和D形槽体结构内部流场均为垂直环流和水平旋流合成的漩涡流;传统O形内部流场对称、运行平衡稳定,但其高湍流强度区域局限于下部转子旋转区域附近,上部和下部流场湍流强度相差1159%,且顶部边缘处浆料圆周切向速度为0而缺乏碎解动力;D形槽体中心低湍流区域半径缩小到O形的13.0%,湍流强度明显增强,但浆料径向撞击槽壁致使比O形多造成227%的动能浪费,且内部流场不对称使设备运行缺乏平衡稳定性。     

拉瓦尔管结构对涤纶全拉伸丝吸丝枪流场的影响

为给提高吸丝枪性能提供技术支持,使用CFX 12.1软件对具有不同拉瓦尔管结构的吸丝枪内部流场进行模拟,分析了流场分布与吸丝性能之间的关系,阐明了拉瓦尔管结构对吸丝枪性能的影响机制。模拟结果和实验结果相吻合,合理的拉瓦尔参数为收缩角α= 90° 和扩大角β= 6°。合理的收缩角有利于气流在拉瓦尔管中平稳加速,减少返流与乱流,并避免产生强烈的正激波,减少动能损失,从而提高吸丝效率;合理的扩大角能使吸丝枪内气流速度周向分量和高速高密气流区域长度适中,增加空气对纱线的拖曳力,减小管壁对纱线的摩擦力,降低正激波产生的动能损失,提高吸丝效率。     

喷孔结构对FDY型吸丝枪流场影响的数值模拟分析

使用软件CFX 12.1对具有不同喷孔结构的吸丝枪内部流场进行模拟,分析了流场分布与吸丝性能之间的关系,阐明喷孔结构对吸丝枪性能的影响机制,得到合理的结构参数:喷孔数N为3,孔径d为2.0 mm,喷孔角度为75°。结果表明:增加喷孔数减少了喷出气流的自由扩散,增强其方向性,提高枪内管壁附近空气密度和空气周向速度分量,从而提高吸丝力;过大的喷孔数增加了喷出气流间的冲突,减小了吸丝力;合理的孔径有利于强烈涡流的形成,并避免正激波的产生,提高了吸丝力;喷孔角度主要控制空气周向速度分量的大小,引起涡流强度变化,从而改变吸丝力;吸丝效率和气流分布密切相关,尤其是空气周向速度分量影响最大;正激波的产生不利于吸丝力的提高,应尽量避免。     

涡发生器对矩形截面螺旋细通道内液体传热与熵产的影响

为探究湍流状态下涡发生器对矩形截面螺旋细通道传热与熵产的影响,课题组采用RNGκ-ε湍流模型对内置5种不同涡发生器的螺旋细通道的传热和熵产进行了数值研究。选取的涡发生器结构为具有相同长宽高的矩形、棱形、椭圆形及2种放置方式不同的三角形。在热流密度300 k W/m~2和雷诺数Re 4 500～12 000的条件下,对内置不同涡发生器的螺旋细通道与光滑螺旋细通道的摩阻系数、努塞尔数、热阻和总熵产进行分析。结果表明:在研究的雷诺数范围内,5种加入涡发生器结构的通道内流体努塞尔数、摩阻系数均大于光滑通道,热阻均低于光滑通道;当Re 7 500时总熵产率均低于光滑通道,而7 500 Re 12 000时反之。几种涡发生器结构中矩形涡发生器结构能源利用率最佳。     

叶轮角度与流体黏度对高剪切罐内流体影响的模拟研究

采用标准k-ε模型及多重参考系法研究高剪切搅拌罐中叶轮角度与流体黏度改变对搅拌罐内混合流场、功率消耗、泵吸流量的影响。结果表明,高剪切搅拌罐中采用60°斜叶轮时流场具有较强烈的漩涡,泵吸流量和功率消耗也较大,同时定子射流半径也有所增加,具有较明显的优势。高剪切搅拌罐搅拌轴功率随着流体黏度的增大呈现先增大后减小的变化规律,在黏度为0.1～0.5Pa.s时功率最大;剪切头流量随着黏度的增大呈现出先降低后增大的趋势。     

刮膜式分子蒸馏器流场特性的数值模拟研究

为研究刮膜式分子蒸馏器内液膜湍流流场特性,在FLUENT软件平台上.选用RNG K-ε湍流计算模型对其进行数值模拟.考虑到刮膜式分子蒸馏器的复杂性,采用二维GAMBIT建立模型,以其来简化计算.在保持恒温恒压下,设定转速分别为120,240,300,480 r/min,得到不同转速下液膜流场分布.结果显示随着转速增大,转子附近的湍流流场明显增大,液膜明显减薄以及液膜的蒸发速率增加.这加剧了流场的传热传质过程,从而易于实现物质的分离,模拟验证了试验结果所显示的现象.     

喷嘴参数对喷气涡流纺内流场特性的影响研究

为明确喷气涡流纺纱的纺纱机理,研究喷嘴中喷孔数量、喷孔倾角和供气压力对喷气涡流纺内流场的影响情况,文章采用Fluent软件进行喷气涡流纺的内流场模拟分析.通过结果对比分析发现:喷孔数量和供气压力对喷嘴内流场的气流旋转运动影响较为显著,随着喷孔数量和供气压力的增加,喷嘴内气流的旋转运动显著增强,对纱线自由端纤维的加捻效果...     

预水解及液比对麦草制浆性能影响的研究

以水为介质对麦草进行蒸煮前的预处理,以最大限度的溶出麦草中的半纤维素,同时伴有少量的木素的溶出。在此基础上,提高在下一步蒸煮中麦草对碱溶液的吸收,提高制浆得率且减少制浆黑液的处理难度。研究表明:预水解的工艺条件为:水解温度150℃、水解时间1小时、液比1∶20。经此工艺条件处理后的麦草得率为83.05%,预水解残液高锰酸钾消耗值为1.005,pH值为4.8,还原糖含量为10.01%;经过AP-AQ法蒸煮得率44.55%,卡伯值21.38;相同蒸煮工艺条件下未水解的麦草浆得率为47.12%,卡伯值20.01。大液比有利于纸浆得率提高、蒸煮均一。