直线振动输送机物料运动状态分析

振动输送机输送物料在运动过程中受到不连续的摩擦力及碰撞力的作用,属于强非线性动力学问题.研究物料在不同振动条件下的运动状态对振动输送机的设计至关重要.以直线振动输送机上运动的物料为研究对象,基于Coulomb摩擦定律及碰撞原理,建立了物料滑动-跳跃运动模型.并利用所建模型,分析了不同振动条件下物料运动状态的变化.研究结果表明,在物料跳跃运动过程中,存在着正向滑动甚至反向滑动,滑动作用对物料的运动有一定影响.     

物料与窑壁间歇接触对回转窑传热过程的强化效应

根据回转窑内物料颗粒的运动特点，推导了颗粒团在贴壁运动过程中的非稳态导热系数及界面处的接触传热系数，进而得出了物料与封盖窑壁间的换热系数；结合已有研究成果，建立了回转窑的传热数学模型。计算表明，未考虑物料与窑壁间歇接触对回转窑传热过程的强化效应时，物料温度偏低；温度越高，强化效应对物料温度的影响越大；考虑物料与窑壁间歇接触对回转窑传热过程的强化效应，有利于提高回转窑煅烧熟料的质量和热效率。     

运动物料对包装机计量精度的影响

理论上分析了运动物料对包装计量精度的影响，介绍了一种经实践证明是成功的克服物料冲击力对计量影响的方法．     

用混沌理论研究筛分过程中物料的运动规律

应用非线性数学工具对物料在强化筛中的复杂运动规律性进行了分析，推导出颗粒在强化筛中运动的递推公式．应用混沌分析方法对物料在强化筛中的运动规律进行了数值计算，并用其描述了颗粒的运动特性．结果认为，真实的料群与筛网碰撞和透筛是个十分复杂的过程，影响因素很多，用数学工具对料群碰撞、透筛过程进行精确描述目前尚有困难．     

滚筒式污泥干燥器特性仿真及结构优化

针对目前用滚筒干燥器进行污泥干化过程中热能利用率低等问题,运用Fluent软件与EDEM软件耦合仿真模拟其干燥过程,研究了在考虑颗粒物料相互碰撞作用以及热气流对物料的牵引作用时,滚筒结构对物料的运动路径及其干化效果的影响.提出虚拟吸热量的概念,描述物料在受热干化时气固两相复杂的热交换过程;通过仿真,分析滚筒内扬料板的分布、入料螺旋的长度对物料在滚筒内运动路径及其干化效果的影响,并进行优化设计.研究结果表明:对于规格一定的滚筒干燥器,其扬料板分布形式是影响污泥滚筒干燥器热效率的重要因素;在改进扬料板分布、入料螺旋长度后,滚筒干燥器热效率提高11.2%.     

悬挂式联合收割机清选装置的试验

对轴流脱粒的小型悬挂谷物联合收割机风筛式清选装置的流场分布进行试验研究，并采用高速摄影显示其清选过度，在此基础上，分析了该装置的清选机理及物料运动规律．通过对比试验和旋转回归试验，阐明了其结构和运动参数及物料状态对各项清选指标的影响规律，获得了较优参数组合．     

高炉无料钟炉顶布料溜槽内物料的运动

对旋转溜槽内物料的运动进行了分析。通过建立质点在溜槽内的运动方程式,算得溜槽内物料运动的相对加速度、相对速度,和受柯氏力作用下的偏心角。通过具体计算表明,物料在溜槽内的相对速度主要取决于初速度、溜槽倾角和溜槽长度。溜槽的转速虽然对物料的切向速度有很大影响,但对于物料沿溜槽纵向的相对速度影响甚微,可以忽略不计。物料在溜槽内的偏心角不但和相对速度有关,并且和溜槽的转速有关。     

粉粒物料远红外干燥装置

粉粒物料的加热干燥,由于粒细,传热性能差,易出现加热不匀,而且容易飞扬,要连续化干燥有一定的技术难度。因此,一般工厂都采用烘房形式干燥。但烘房干燥往往周期长、产量低,劳动强度大,作业条件差,能耗也高。为解决粉粒物料的干燥问题,省化工研究所研制了YHW型粉粒物料     

COREX熔化气化炉物料运动的物理模拟

以COREX熔化气化炉实际尺寸和操作参数为基础,根据相似准则建立了COREX熔化气化炉模型,用以研究气化炉内物料运动过程。实验采用聚乙烯粒子作为模型的填充物料,并选用绿豆作为示踪颗粒,分析研究了气化炉内鼓风流量和排料速度对物料运动流型和运动轨迹的影响。结果表明:随着排料速度的增加,停留时间减小,死料柱顶点位置降低,物料下降运动变得不均匀;随着鼓风流量的增加,上部料层的下降更加均匀;非正常排料时,熔化气化炉内物料的运动将很不均匀,气化炉一侧物料的运动并不受另一侧物料的影响;位于死料柱正上方的颗粒下降速度最慢并向排料口弯曲;位于风口回旋区正上方的颗粒下降速度最快,鼓风导致风口回旋区上方的颗粒停留时间减小;靠近炉墙处的颗粒,其下降过程一直沿炉墙下降,直至靠近排料口时发生弯曲。     

新型离心连续分选机数值模拟

离心力场能够减小微细颗粒的沉降时间,降低传统重力分选粒度下限,提高分选效率,但目前应用的离心流化分选机均为间断式排料设备,难以连续运行。本文开发了一种新型离心流化连续分选机,采用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)与离散单元法(discrete element method, DEM)双向耦合技术对连续分选过程进行研究。采用Fluent研究了分选机内流场特征,通过Fluent与EDEM耦合研究了不同密度的颗粒在离心连续分选机内的运动分离过程。结果表明：液相在连续分选机螺旋槽内能够形成较厚的流膜,并延长了液相在分选过程中的运动路径,提高了物料分层分离时间,强化了物料按密度分离。利用新型离心连续分选机,能够有效实现离心连续分选。     

同向双螺杆挤出熔融理论研究中对啮合区的处理

对啮合区的处理是同向双螺杆挤出理论研究中的难点之一。采用能量法计算啮合区对熔融过程的影响,并将这一影响引入熔融过程的非啮合区理论模型中,获得了比较接近实测数据的计算结果。     

组合式双螺杆挤出机中三维等温流动的数值研究

采用有限元软件POLYFLOW,对聚合物熔体在ZSK60组合式啮合同向双螺杆挤出机3种不同构型的组合螺杆中的三维等温流动进行了数值模拟. 分析并比较了组合螺杆的熔体输送特性、速度场和剪切速率场分布规律. 根据拟稳态假设以及双螺杆转动过程的周期性,计算了双螺杆转动180°的流场,在此基础上,采用粒子示踪分析(PTA)方法,对组合螺杆中物料的流动形态和动态混合过程进行了可视化模拟. 模拟结果与前人的实验研究结论一致. 采用数值模拟可以对聚合物熔体在组合螺杆中的复杂流动形态作更为深入的剖析.     

壁面条件对异向锥形双螺杆挤出硬质聚氯乙烯过程的影响

 数值模拟了壁面条件对异向锥形双螺杆挤出硬质聚氯乙烯（RPVC）过程的影响。由Navier线性滑移定律确定螺杆壁面熔体所受的剪切应力与熔体滑移速度的关系,在不同壁面条件下,使用Polyflow软件的Eolution法,数值计算了异向锥形双螺杆计量段流道内RPVC熔体的体积流量和三维等温流场。结果表明,熔体在螺杆壁面无滑移时,螺杆流道内熔体速度大,速度梯度大,剪切速率等值线形状不规则,分布杂乱。当滑移系数小于104Pa·s/m时,锥形双螺杆流道内熔体的体积流量不变。当滑移系数大于104Pa·s/m时,随着滑移系数的减小,锥形双螺杆流道内熔体的体积流量增大,速度梯度减小,压力和剪切速率梯度减小,参考线上熔体压力波动减小。因此,改善壁面条件有利于提高聚合物螺杆挤出过程的稳定性,降低制品的残余应力,提高制品质量。     

啮合异向双螺杆挤出过程聚合物粉料熔融可视化研究

借助于玻璃视窗可视化挤出机,对啮合异向双螺杆挤出过程中聚合物粉料的熔融进行了实验研究;考察了螺杆构型、操作条件对聚合物熔融的影响,并总结出熔融过程的基本模型。研究表明,螺杆元件的结构与输送机理是聚合物熔融过程的决定性因素;海岛熔融模型与固体床熔膜模型是啮合异向双螺杆挤出过程中聚合物熔融的典型形态,且在前者中聚合物的熔融效率更高。     

啮合同向双螺杆挤出机几何学的研究

通过对双螺杆几何学的研究，建立了同向全啮合、共轭、双头挤出机端面曲线、立体图形及刀型曲线的数学模型；并进一步给出了螺杆设计中端面所适用的参数曲线族方程。     

全啮合同向旋转双螺杆挤出机螺槽中压力分布的研究

应用Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程建立了高分子聚合物在双螺杆挤出机螺槽中压力分布的计算模型．分析了喂料量、螺杆冷却方式、螺杆转速等操作工艺参数与螺槽中压力分布的关系，以及压力分布对挤出物质量（即挤出物的物理性质和力学性能）的影响．通过改善螺槽中的压力分布，寻找最佳操作工艺参数，并在此操作条件下进行了实验论证．     

操作参数对双螺杆挤出机膨化效果的影响

采用可旋转中心组合要因实验设计方法设计实验,对全啮合、同向旋转DSE25型双螺杆挤压膨化机进行实验数据的测量.应用数据处理软件STAT51对实验数据进行处理,并用响应面法分析实验数据.从而得出了食品双螺杆挤出机的操作变量螺杆转速、机头温度对膨化效果的影响规律和操作参数的最佳取值范围.     

螺杆结构对熔融金属挤压成型流场分布的影响研究

基于无限大平板模型进行挤出过程的压力公式推导,开展单螺杆结构对于熔融金属挤出过程的流场分布影响研究。将机头压力损耗计算所得压力数值与单螺杆挤出机建压数值进行对比,从而判断单螺杆挤出机挤出能力。采用ANSYS中的POLYFLOW模块对挤出过程进行仿真模拟,该模块采用网格叠加技术,模拟熔融状态下金属锡的挤出,其中忽略了惯性和重力影响的三维计算,对螺杆进行最优化设计。研究发现减小挤出机的机筒间隙及螺距可以增加螺杆元件对物料的输送能力,且由于金属具有超高流动性,在挤出中并不需要有完整的固体塞段。通过理论分析得到最优螺杆设计参数并完成样机制备,通过实验验证设备的可行性,最终结果表明所设计小型单螺杆挤出机能够实现金属锡的连续均匀挤出。     

螺杆结构对熔融金属挤压成型流场分布的影响研究

基于无限大平板模型进行挤出过程的压力公式推导，开展单螺杆结构对于熔融金属挤出过程的流场分布影响研究。将机头压力损耗计算所得压力数值与单螺杆挤出机建压数值进行对比，从而判断单螺杆挤出机挤出能力。采用ANSYS中的POLYFLOW模块对挤出过程进行仿真模拟，该模块采用网格叠加技术，模拟熔融状态下金属锡的挤出，其中忽略了惯性和重力影响的三维计算，对螺杆进行最优化设计。研究发现减小挤出机的机筒间隙及螺距可以增加螺杆元件对物料的输送能力，且由于金属具有超高流动性，在挤出中并不需要有完整的固体塞段。通过理论分析得到最优螺杆设计参数并完成样机制备，通过实验验证设备的可行性，最终结果表明所设计小型单螺杆挤出机能够实现金属锡的连续均匀挤出。     

衣康酸——苯乙烯熔融接枝HDPE改性研究

本文采用反应型双螺杆挤出机和熔融接枝技术制备了可反应性相容剂HDPE-g-ITA和HDPE-g-(ITA co-St),借助气相色谱和热重分析技术,确定了熔融接枝工艺和工艺参数。应用红外光谱分析了接枝物的化学结构,证明熔融接枝过程中部分羧基脱水生成酸酐；接枝率和熔体流动速率测定结果表明,衣康酸(ITA)的接枝能力较马来酸酐(MAH)强,引入第二单体苯乙烯(St)对提高ITA的接枝率有更大的促进作用。