Couette-Taylor-Poiseuille流的数值模拟

对中等半径比同心旋转圆柱间Couette-Taylor-Poiseu ille流进行了数值计算,并与已有的实验数据进行比较以获得流场的更多信息。结果表明,数值计算与实验结果吻合较好,依次再现了层流涡、波动涡、非波动螺旋涡以及波动螺旋涡;轴流可以起到稳定流场的作用,轴流存在时,流场转捩的临界泰勒数Ta值会变大,涡胞变小,涡心不再位于轴间隙的中间,从左向右的轴流比较明显,交替指向内轴和外轴,并缠绕在涡胞的周围;除去平均轴流速度后,速度矢量场显示出不同的涡形,形状与相同Ta时的涡胞基本相同;在不同的泰勒数Ta和雷诺数Re下,涡心的轴向传播速度约为平均轴向流速的1.17倍,相传播速度约为内筒转速的0.42倍。     

在隧道内修复盾构螺旋输送机断轴的方法

正螺旋输送机是土压平衡盾构机排土和建立土压平衡的主要设备,安装于盾构掘进机前体底部和管片拼装机之间,其中线从前向后上扬一定角度。螺旋输送机工作时,伸入前体土仓内的螺旋轴和螺旋叶片在液压马达驱动下旋转,土仓内的渣土在螺旋轴、螺旋叶片的共同作用下,沿螺旋输送机机壳输送、提升至出土口处排出。1.故障情况1台土压平衡盾构机在盾构施工中,其螺旋输送机出现螺旋轴转速快、扭矩小、土压压力高故障,同时出现盾构机刀盘扭矩增大、排土口不出土     

不同工况下的双螺旋输送机离散元仿真分析

在不同工况参数下,采用离散元单元法对双螺旋输送机进行了仿真;分析了不同螺旋转速和填充率下其内部颗粒的运动形态、输送量、螺旋轴扭矩以及螺旋叶片的受力等情况,以探究螺旋转速和填充率对其输送效率和性能的影响.结果 表明:增大螺旋转速可以较为明显地提升双螺旋输送机内颗粒的轴向速度和圆周速度,而填充率对其影响较小;提高螺旋速度和填充率都可增大输送量,但输送量增长速率逐渐下降;提高螺旋转速和填充率都会增大螺旋轴扭矩,加大输送机功率消耗;螺旋叶片边缘处所受法向力与切向力最大,有随着螺旋转速和填充率的增大而增大的趋势,加剧了对螺旋叶片的磨损,所以螺旋转速和填充率都不宜过大.以上结果可为选择双螺旋输送机的工况和结构提供参考.     

螺旋管轴设计及有限元分析

螺旋输送机是一种利用电机带动螺旋回转,推移物料以实现输送的机械,是现代工业和物流运输中不可或缺的一种关键的机械装备;物料输送时受到输送角度、转速、螺旋结构等因素影响而产生阻力和能量损失,为提高螺旋输送机的工作效率和稳定性,建立螺旋轴三维模型,通过Simdroid对螺旋轴进行静力学及模态分析,为螺旋输送机的制造和应用提供理论依据。     

基于散体力学的大倾角螺旋输送机颗粒输送特性分析

针对大倾角螺旋输送机输送量估算不准确的问题,修正散体物料群角速度与输送角、螺旋轴角速度之间的函数关系,并通过研究不同转速和填充率下散体物料群自由表面曲线的表达式,推导出不同自由表面曲线下的散体物料群体积和输送量的计算公式。接着,通过具体的大倾角螺旋输送机模型验证文中提出的计算公式更符合实际值。其次,通过对物料在大倾角螺旋输送机中的受力和运动分析,给出散体物料向上输送的临界条件。找出螺旋输送机输送角与螺旋叶片升角之间的关系来避免"自锁"现象。最后考虑不同螺旋轴转速、填充率,运用离散元法仿真螺旋输送机的输送过程,得到大倾角螺旋输送机输送量和功率的变化趋势,为螺旋输送机的设计提出了合理的建议。     

沥青混合料保温车螺旋输送机结构设计和仿真

针对沥青混合料保温车螺旋输送机,从速度分析入手,应用数学方法推导出螺旋输送机的轴向运动速度和圆周速度,从而进一步推导出螺旋轴转速、螺旋叶片直径、螺旋螺距等计算公式,进而完成沥青混合料螺旋输送机参数设计。最后,运用工程流体力学软件EFD软件建立了螺旋输送机内物料流动分析模型,对沥青混合料流动过程进行数值模拟,结果表明,输送机工作时将能带动物料混合搅拌,但由于出口处空间限制,要靠螺旋面挤出卸料,应尽可能减少伸出尺寸。     

垂直管中定常螺旋流涡量特性的PIV试验研究

为了研究螺旋流场中的涡量特征分布,提高流体传质效率,利用激光粒子测速系统(PIV)对垂直管中不同介质的螺旋流场进行了测量,并利用Tecplot对螺旋流的涡量进行了显示和局部涡量场提取,研究了不同切向速度下,不同介质的螺旋流涡量场分布特点和其局部涡量特征。结果显示,螺旋流的涡量具有贴壁特征,随着切向速度的增加,螺旋流的涡量强度增大,正涡和负涡交换的频率增大,有利于提高流体传质效率。     

管内插入物强化单相流体传热的研究

对管内插入物如扭带、钻孔扭带、错开扭带、静态混合器和螺旋片等,在Re=500～10000范围内,用氢气泡示踪法进行了流态显示试验;在Re=10000～30000范围内,对两种线径的螺旋线以及在同一线径下改变不同的螺旋距离的螺旋线插入物进行了对比试验。结果表明,在低雷诺数下即在层流或过渡流区,利用螺旋流比边界层分离流能以较少的能量消耗获得较高的传热效果;而螺旋线插入物在较高的雷诺数下,即在湍流区,利用近管壁区引起涡流湍动,可达到强化传热而增加压力降较小的效果。本文根据压力降试验和传热试验归纳出经验方程式;并详细讨论了各种插入物的强化传热机理。     

基于动态双重心法的悬臂螺旋输送机螺旋轴的变形分析

将悬臂螺旋输送机中一个节距内的物料以通过轴中心线的垂直平面分为左右两部分,通过分析筒形悬臂螺旋输送机螺旋轴受力状态和物料左右重心的轨迹变化,提出了用动态双重心法来求解螺旋轴的挠度值,并通过实例计算结果与ANSYS分析值对比验证了动态双重心法分析螺旋输送机螺旋轴变形的正确性.研究结果表明,影响螺旋体挠度的主要因素是螺旋轴的重力和被输送物料对叶片产生的圆周力;螺旋输送机内物料填充率从0～1变化时,螺旋轴在物料作用下挠度的变化趋势为:低-高-低,填充率在0.73处时挠度达到最大值;悬臂螺旋输送机向上输送物料时,其螺旋轴挠度随输送倾角的增大而增大,而向下输送时,其螺旋轴挠度随输送倾角的增大而减小;随着螺旋升角的减小,螺旋输送机内物料填充率的变化对螺旋轴挠度的影响程度降低.     

小雷诺数下圆柱绕流数值模拟

应用计算流体力学软件Fluent对小雷诺数(20≤Re≤300)下的圆柱绕流进行仿真计算,采用有限体积法、层流模型求解不可压缩的N-S方程,计算了二维圆柱绕流的水动力学特性。分析尾涡的形态随着雷诺数不断增加的变化情况,并研究升阻力因素、St数及壁面分离角等参数随雷诺数的变化。     

基于DEM的散料在垂直螺旋输送机中的运动分析

采用DEM理论,分析垂直螺旋输送机中散料的受力和位移的关系,并导入垂直螺旋输送机模型,采用EDEM软件,分析垂直螺旋输送机内散料在不同条件下的运动情况,得出影响散料运动的因素,对于提高垂直螺旋输送机的生产率具有一定的意义。     

基于DEM的散料在垂直螺旋输送机中的运动分析

采用DEM理论,分析垂直螺旋输送机中散料的受力和位移的关系,并导入垂直螺旋输送机模型,采用EDEM软件,分析垂直螺旋输送机内散料在不同条件下的运动情况,得出影响散料运动的因素,对于提高垂直螺旋输送机的生产率具有一定的意义。     

螺旋输送机螺旋轴断裂的分析计算

实际生活中,螺旋输送机的作用与价值是显著的,被广泛应用于各个矿山、化工、医药、造纸等行业,促进了这些行业的快速发展。究其功能,只要是用于物料的破碎输送,为各个企业节省了不少的人力、物力、财力。在螺旋输送机中,螺旋轴是其中的重要零部件,在落选输送机工作运转中,起到了至关重要的作用。在一段时期内,各行各业的螺旋轴都出现了断裂显现,也正因其重要性,引申出我们本次的研究与分析,探究主题为螺旋输送机螺旋轴断裂的分析计算,通过对螺旋输送机螺旋叶片进行受力分析,以挠曲率为刚度条件,对螺旋轴进行最大挠度校核,选取使用寿命更长的螺旋轴。     

散体在垂直螺旋输送机内流动性研究

散体的流动性直接影响到其在垂直螺旋输送机内的运动状态,进行垂直螺旋输送机理论的研究必须研究散体颗粒的物理特性对其流动性能的影响。介绍了垂直螺旋输送机现有的研究理论以及近几年散体研究所采用的方法和获得的成就,对影响散体流动性能的因素进行了理论分析,并采用EDEM软件对散体在垂直螺旋输送机内的流态进行了仿真。     

螺旋输送机断节显示装置

螺旋输送机适宜于输送各种粉状及小粒状物料,是建材、冶金和化工等工矿企业常用的输送设备。螺旋输送机在输送物料时,有时会出现螺旋输送机断节故障,岗位工人发现不及时就会发生溢流,时间长了就会堵料,造成螺旋输送机轴扭断,同时还会烧毁电动机。     

垂直螺旋输送机性能参数的优化设计

针对螺旋输送机经验设计的局限性,很难提高其设计水平和整机性能。因此,先进的优化设计方法对设计出优良的螺旋输送机具有重要意义。通过对垂直螺旋输送机性能参数的研究,运用相似理论和量纲分析,确定质量、长度、时间为基本量,选取螺径、产量、堆积密度为基本参数,列出螺旋输送机的主要性能参数,运用性能参数间关系方程,列出参数量纲表和对数关系式,推导无量纲数与无量纲方程,建立螺旋输送机参数相似设计模型。最后以成熟的垂直螺旋输送机为模型,设计了新型垂直螺旋输送机,并得到成功应用,从而验证理论推导的正确性与实用性。研究成果对螺旋输送机的设计提供了理论指导,对实际生产制造提供重要的参考价值。     

基于大涡模拟的空气绕流微细管流动特性研究

在1000≤Re≤7000范围内,采用大涡模拟对空气绕流1mm微细管进行了数值研究,通过升阻力特性和时均雷诺应力分布等湍流统计特性着重研究微细管表面受力特性以及极近尾流区流动特性。结果表明,在获取空气绕流微细管湍流统计特性时,统计70个涡脱周期的时间足以获得可靠的时均统计结果;随着临界雷诺数的增大,时均阻力系数和微细管表面压差阻力变化趋势相同先减小后增大,表面摩擦阻力减小,流动分离提前;此外极近尾流区湍流脉动强度在雷诺数增大到5000后,继续增加雷诺数对极近尾流区湍流发展无明显促进作用。     

垂直螺旋输送机输送特性及其参数优化研究

为了研究黏性物料(以潮湿的煤炭颗粒为例)在垂直螺旋输送机输送过程中的输送特性,以及以输送效率最大与叶片最大磨损深度最小的多目标优化问题,基于离散单元法(DEM)和非支配排序的遗传算法(NSGA-Ⅱ)的方法,研究了不同输送参数对螺旋输送特性的影响规律,并对垂直螺旋输送参数进行了优化。首先,基于DEM仿真研究了不同螺旋转速、螺距与间隙对垂直螺旋输送特性的影响;然后,对拟合后的回归模型进行了方差分析(ANOVA),并采用NSGA-Ⅱ算法对多目标模型进行了优化求解;最后,运用熵权法与灰色关联法对螺旋输送机进行了综合评价,确定了螺旋输送机的最佳输送参数。研究结果表明：煤炭平均质量流率随螺旋转速、螺距或者间隙的增加而增加,其影响程度顺序为：螺旋转速>螺距>间隙;叶片最大磨损深度随螺旋转速或者间隙的增加而增加,随螺距的增加而先减小后增加,其影响程度顺序为：螺旋转速>间隙>螺距;最佳垂直螺旋输送参数：螺旋转速n=360 r/min、螺距S=236.5 mm和间隙C=8.5 mm。以上研究成果可以为垂直螺旋输送特性的研究及设备优化提供一定的借鉴。     

不同间距比下串列双圆柱绕流的可视化实验

为了研究串列双圆柱绕流规律,针对本实验设计了开式循环水槽,将染色法及粒子图像测速(PIV)系统相结合,对不同雷诺数下的单圆柱、不同间距比的串列双圆柱绕流进行定量及定性的可视化实验。首先验证实验装置的稳定性,然后对不同雷诺数下的单圆柱绕流进行可视化实验,将实验数据与文献数据对比,验证实验装置的正确性。Re=200时,得出以下实验结论:当中心距Ps≤3D时,上游圆柱的尾流呈现出稳态,而下游圆柱的尾流是非稳态;增大间距,上游圆柱的尾流逐渐由稳态变成非稳态,并且这种非稳态将会加强下游圆柱尾流的非稳态,随后下游圆柱后端出现有规则的涡脱现象。     

基于Abaqus的螺旋输送机动态特性分析

为研究螺旋输送机的动态特性,建立了螺旋轴等效动力学模型,运用SolidWorks软件建立螺旋轴三维模型,利用Abaqus软件对螺旋轴进行模态和稳态动力学分析。结果表明:当激振频率达到50.4Hz、102Hz以及174Hz时螺旋轴将发生共振现象;螺旋轴长期在共振频率下工作,易导致螺旋轴断裂。分析结果可为螺旋输送机的设计和结构优化提供理论参考。