丝状颗粒在滚筒横向截面中的传热传质特性

针对丝状物料在滚筒内干燥不均等问题,从干燥机理出发,建立了一种基于离散单元法的丝状颗粒传热传质数学模型.利用该模型对滚筒横向截面中丝状物料的温度和含水率的变化过程进行了分析计算,并通过实验验证了数学模型的有效性.研究结果表明:筒壁温度的变化对丝状颗粒传热传质特性有着直接且重要的影响;在干燥的初始阶段,颗粒彼此间温度的不均匀性迅速增大,但随着干燥的进行,颗粒之间的温度差别又呈现出逐渐缩小的趋势.颗粒间含水率的不均匀性在干燥的初始阶段同样迅速增大,当满足一定的干燥条件或一定的干燥时间,筒体内部丝状颗粒的干燥程度将会越来越均匀;丝状颗粒在滚筒中所获取的热量主要来自于与高温壁面(特别是与筒体之间)的接触导热;与升举式抄板相比,均布式抄板可使颗粒在滚筒横截面上的分布及颗粒间的温度和含水率更加均匀.     

前混合磨料水射流磨料混合腔流固耦合分析

基于Solidworks软件对用于水射流切割机中的前混合磨料水射流磨料混合腔进行建模,结合流固耦合分析原理,利用Fluent软件进行混合腔腔体内部流场的数值模拟分析.比较腔体内部流场均匀性受侧进式进料方式和中进式进料方式的影响程度,分析高压水的入口角度、腔体收缩锥角度、磨料混合腔直径以及高压水入口位置对中进式进料方式腔体内部流场均匀性的影响.结果表明:在以相同进料速度进料时,中进式的出口磨料平均速度较侧进式要更高一些,更有利于磨料的充分加速;当高压水入口角度为37.5°,收缩锥角度为45°,磨料混合腔直径为50 mm,高压水入口位置为80 mm时流场的均匀性最佳.     

垂直隔板开孔率对液体晃荡影响的试验

为了研究垂直隔板开孔率对液体晃荡特性的影响,采用六自由度运动模拟平台,在外激励频率为0.8～1.2倍无隔板液舱一阶固有频率范围内,对安装不同开孔率垂直隔板的矩形液舱开展了一系列晃荡试验.试验结果表明:不同外激励频率作用下开孔率为0.1的开孔隔板在减小液体最大晃荡波高和部分位置的最大冲击压强等方面优于无孔隔板;开孔隔板抑...     

微波多模腔金属边界移动对加热的影响研究

微波加热作为一种新型、高效的加热方法,在化学催化及材料处理等方面有着巨大的优势,但是微波加热的非均匀性限制了其在化工等行业中的大规模应用.本文设计了一种可移动金属壁的微波加热多模腔.在加热过程中,通过单向移动微波多模腔的金属壁,实现腔体内电场分布的不断改变,从而达到提高加热均匀性的目的.在仿真计算中,通过使用移动网格方法实现了整个加热过程的模拟计算.通过与离散位置的电场值和端口反射系数比较,验证了计算方法的准确性.通过比较被加热物质的温度变异系数(COV),可以看出移动金属壁的微波多模腔的加热均匀性相对于固定尺寸的多模腔的提高了近18%~38%.同时,本文分析了不同金属壁移动方式对加热效果的影响,提出可根据材料的属性和要求,计算选择理想的金属壁移动方式,获得更优的处理结果.     

C型地铁列车次风道出风均匀性研究

利用数值模拟方法研究了C型地铁列车次风道内的空气流动特性和出风均匀性.研究结果表明:扰流板铅直宽度、混合腔前端斜隔板以及隔板孔洞与出风口的相对位置是影响风道气流组织的3个重要因素.因受尺寸限制和不合理内部结构的制约,C型地铁列车不能很好地实现静压送风,从而可能导致不合理的速度分布和出风的不均匀性.     

高频电磁水处理器处理腔的仿真与设计

处理腔是高频电磁水处理器的重要组成部件,为了确定何种处理腔结构对高频电磁阻垢除垢具有更佳的效果,利用Ansoft Maxwell软件建立了有限元模型,对两种常见的处理腔,即同轴电极式处理腔和缠绕电极式处理腔内的电磁场能量分布进行仿真计算,比较了两种处理腔向水体释放电磁能量的大小以及处理腔内观测点的瞬时能量密度的分布特征。仿真分析表明,当施加相同的激励源并处理相同体积的水时,同轴电极式处理腔内的电磁能量远大于缠绕电极式处理腔;但是同轴电极式处理腔内电磁能量分布不均匀,由阳极向阴极依次递减,而缠绕电极式处理腔内电磁能量分布较为均匀。这些结论对于高频电磁水处理器处理腔的设计具有重要的指导意义。     

内置隔板对微通道内CH_4/air预混燃烧特性的影响

在微尺度燃烧室内布置隔板会引起内部流场和热传递的变化,为分析其对内部燃烧过程的影响,采用CH_4/air预混气进行预混合燃烧试验,对有无隔板2种情况下的着火界限和外壁面温度进行了测试.结果表明:相同CH_4流量下,由于散热量增大,隔板的增加会增大火焰进入通道时的空气量;隔板布置在出口时火焰更容易在燃烧室内传播,且在小流量下火焰的稳定性更好;隔板分割出的通道宽度为2 mm时,在所有当量比下均不能燃烧,隔板间距为4 mm的燃烧室内,火焰的稳定性较好;与采用不锈钢材料对比,采用Pt作为隔板材料能拓宽燃烧室的可燃界限、提高燃烧室外壁面上温度分布的均匀性.     

猪舍在不同开窗方式下的气流场模拟研究

对于利用自然通风的畜禽舍,开窗方式对舍内空气流动状态、温度、湿度、有害气体浓度有重大影响.建立平顶式、单坡式、双坡式、钟楼式和半钟楼式5种不同开窗方式下的猪舍模型,基于CFD计算平台Fluent软件对自然通风条件下不同类型的猪舍在不同开窗方式下舍内的气流场进行了模拟研究.结果表明:猪舍类型与开窗方式相同的情况下,开孔率越大,舍内进气量越大,越利于自然通风;猪舍类型与开孔率相同情况下,适当增加开窗数量,尤其是增加进气窗口数量,有利于调节气流在舍内形成良好的气流组织;开孔率及开窗方式相同情况下,平顶式与半钟楼式猪舍通风效果较好.研究结果可为猪舍设计提供参考.     

随机运动导电粒子对微波腔内电场分布的影响

针对微波腔内不均匀电磁场导致的微波加热不均匀现象,利用金属对微波具有反射的特点,将导电粒子与运动物料相结合,研究了随机运动导电粒子对微波转筒干燥腔内电场分布的影响.利用EDEM与COMSOL软件将运动场与电磁场相耦合,模拟导电粒子的尺寸、数量以及随机运动方式对微波腔内电场分布的影响.结果表明:直径小于20,mm的导电粒子对电场的影响较小;自由随机运动的导电粒子因粒子集聚而恶化微波腔内的电场分布;固定间距的随机运动导电粒子可提高微波腔内的平均电场强度及电场分布的均匀性.     

PCR芯片中微腔室高度及加热器结构优化设计

对PCR扩增芯片中微加热器的传热及微腔(DNA反应液腔)室的高度优化问题进行了有限元分析,通过ANSYS软件模拟分析了单蛇形、双蛇形以及双螺旋形等典型结构微加热器的温度场分布,分析了不同腔室高度PCR芯片的温度场分布,重点探讨了不同微加热器结构、不同布线规律对PCR芯片微腔室温度分布均匀性的影响,PCR芯片中DNA反应液厚度与芯片上下表面温差的关系.仿真结果表明:均匀加热器比非均匀加热器温度分布均匀性更好;双螺旋形加热器较单蛇形与双蛇形加热器更能满足实际需要;DNA反应液厚度与芯片上下表面温度差之间具有良好的线性关系.同时根据分析结果得到了所设计的具有电极均匀分布双螺旋微加热器的PCR芯片微腔室最佳高度为340μm,能很好满足片上PCR芯片扩增所需的温度环境条件.