沥青混合料加热滚筒温度场仿真及质量分析

为了提高沥青混合料的加热效率与均匀性、降低能源消耗、提高路面就地热再生的施工质量,针对沥青路面养护车加热滚筒不同结构的螺旋叶片,利用Fluent仿真软件,通过数值模拟和分析,建立沥青混合料的流动及加热三维分析模型,采用混合模型、标准k-ε双方程模型、P1辐射模型的方法,研究不同螺旋角螺旋叶片对沥青混合料加热效率及加热均匀性的影响.研究结果表明:螺旋叶片的螺旋角对沥青混合料的加热效率以及加热均匀性影响较大,其中68°螺旋叶片加热效率最高、加热均匀性最好,为加热滚筒螺旋叶片的设计提供了借鉴.     

沥青搅拌设备烘干筒参数对骨料温升的影响

为了提高烘干筒的传热效率,以LB4000型沥青搅拌设备的烘干筒为研究对象,在分析烟气流体、固态骨料以及烘干筒壁之间辐射、对流、接触多种传热过程耦合作用的基础上,针对料帘区域建立了一维轴向传热模型,采用4阶Runge-Kutta算法分工况对模型进行了数值求解;分析叶片圆周数量和烘干筒转速对骨料温升的影响,采用基于Eulerian-Eulerian算法的离散元-流体力学耦合仿真(EDEM-FLUENT)对烘干筒的传热过程进行了数值模拟,并对传热模型进行验证。研究结果表明:骨料进料率和料帘换热面积是影响骨料温升的主要因素,料帘特性对烘干筒传热效率有重要影响,平均每增加1m2料帘换热面积,骨料的最终加热温度升高约1.3℃;叶片圆周数量由15片增加到20片,有利于增大料帘料量,加大换热面积,骨料最终加热温度明显升高,且骨料进料率越小温升幅度越大;提高烘干筒转速可增大料帘料量,但同时会缩短骨料在筒内的滞留时间,当烘干筒回转角速度为0.8rad/s时,料帘换热效率与骨料在筒内滞留时间的匹配最佳,骨料最终加热温度最高,增大或减小烘干筒转速均会对骨料温升产生不利影响;在优化烘干筒结构参数,提高传热效率的同时,应避免因料帘与烟气换热过于充分而造成排烟温度过低,对后续的引风除尘系统带来不利影响。     

六棱柱滚筒冷渣机传热效率影响研究

冷渣机是CFB（circulating fluidized bed）锅炉的重要辅机,其传热效率对CFB锅炉的连续稳定运行发挥着重要作用,为了进一步分析颗粒传热效率的关系。以一种多管式六棱柱滚筒冷渣机为研究载体,冷渣管内高温灰渣颗粒为研究对象,基于离散元方法及其数值模型,运用商用软件EDEM（extended discrete element method）来模拟分析高温灰渣颗粒在冷渣管内的传热过程。将颗粒温度T规范化处理为量纲温度T?,以平均温度、温度概率密度函数T-PDF和颗粒运动规律为指标定量分析滚筒转速和颗粒直径对灰渣颗粒传热过程的影响。其中,六棱柱冷渣管边长L=200 mm,长500 mm,壁厚10 mm,管初始温度360 K,颗粒初始温度1200 K。结果表明：颗粒的传热效率随着转速的增加而增加,n=10 r/min相对于n=4 r/min的散热效率增加了61.1%;颗粒的传热效率随着粒径的增大而减小,d=5 mm相对于d=3 mm散热效率的下降了30.7%。转速是通过翻转次数来影响传热效率,粒径是影响接触点碰撞次数来影响传热效率。     

炭素回转窑产量影响因素的实验研究

建立了回转窑实验装置,通过冷态实验研究了回转窑转速、斜度、内径、窑尾挡料圈高度等操作参数和结构参数对物料停留时间及回转窑产量的影响.结果表明,当转速小于4 r/min时,物料停留时间缩短程度显著,高于4 r/min时,缩短趋势平缓;随着窑斜度和窑尾挡料圈高度的增加,物料停留时间同样缩短;窑产量随着转速、斜度和窑尾挡料圈高度的增加而增大;当转速小于3 r/min时,窑产量增幅明显,高于3 r/min时,窑产量的增加程度降低;随着窑尾挡料圈高度的增加,窑产量增加显著;同时加料管的安装位置对回转窑的产量也有较大的影响.     

基于EDEM-FLUENT耦合的滚筒冷渣机颗粒轴向扩散运动

基于欧拉-拉格朗日、离散单元法理论,利用EDEM-FLUENT耦合方法,考虑了气相对颗粒的相互作用,以及颗粒与颗粒之间的碰撞,对滚筒冷渣机六棱形冷渣管料床中灰渣颗粒轴向扩散进行了数值模拟分析,得出了灰渣颗粒在填充度25%,颗粒滚落状态下的动态休止角θd=29°,安装倾斜角3°工况下,轴向扩散运动随滚筒转速n(5 r/min ~ 10 r/min)、颗粒粒径d(1.5 mm ~ 3.5 mm)的变化规律。实验结果表明：当粒径一定时,轴向扩散系数随着转速n的增大而增大,相比5 r/min转速,10 r/min转速下颗粒轴向扩散系数增大了23.6%;当滚筒转速一定时,轴向扩散系数随着粒径的增大而增大。粒径d从1.5 mm增加到3 mm及3.5 mm时,轴向扩散系数分别增大了3倍和7.06倍。轴向扩散系数越大,颗粒轴向运动就越剧烈,滚筒出力越强,炉渣处理效率越高。     

温度对沥青混合料导热系数的影响及预估模型验证

为提高就地热再生加热过程中沥青路面温度场的计算精度,采用理论分析和试验相结合的方法,对温度影响沥青混合料导热系数的规律、沥青混合料导热系数预估模型及沥青路面传热模型进行研究。研发基于一维稳态传热原理的单防护平板法沥青混合料导热系数测试装置,测试不同温度下集料、沥青胶浆和沥青混合料的导热系数以及沥青形态随温度变化的规律,分析温度影响沥青混合料导热系数的机理,对比不同模型预估沥青混合料导热系数的精度;将沥青混合料导热系数随温度变化的函数引入沥青路面传热模型,对沥青路面传热模型进行优化,并通过模拟加热试验,对优化前后沥青路面传热模型的精度进行对比。研究结果表明：随着温度的升高,沥青逐渐由固态转化为液态,SBS沥青的软化点在50℃附近,导致沥青混合料导热系数在低于50℃时,随温度的升高而增大,在高于50℃时,随温度的升高而减小;Williamson模型、并联模型、串联模型和陈则韶模型中,Williamson模型预估的沥青混合料导热系数与试验结果吻合度最好;考虑沥青混合料导热系数随温度变化规律的沥青路面传热模型更精确,预估的沥青路面加热功率曲线与试验结果重合度好,为沥青路面就地热再生加热过程中加...     

撞击位置与风扇转速对鸟撞过程的影响

鸟撞航空发动机风扇叶片严重威胁航空发动机的运行安全.对绿头鸭进行CT扫描,通过光滑粒子流体动力学(SPH)法建立绿头鸭真实鸟模型.将真实鸟模型及传统鸟体简化模型撞击平板仿真结果与Wilbeck真实鸟撞击平板试验结果对比,验证了真实鸟模型的准确性.对比分析了鸟撞静止风扇叶片与鸟撞旋转风扇叶片条件下鸟体及风扇叶片的瞬态冲击响应;选取836 r/min、1 984 r/min、3 344 r/min及3 772 r/min4个典型风扇转速研究了风扇转速对鸟撞过程的影响;分别选取1/6、2/6、3/6、4/6、5/6叶高位置为撞击位置,研究了撞击位置对鸟撞过程的影响.结果表明:叶片旋转对撞击过程中鸟体被切割块数、单个鸟块质量及受冲击叶片数量有直接影响,不考虑叶片旋转条件下的接触力、叶根应力、前缘应力等值明显低于考虑叶片旋转条件,使得对叶片应力及损伤预估偏保守,不利于叶片强度设计,因此在研究鸟撞过程中对叶片旋转运动应予以考虑.836 r/min转速下鸟体与叶片相互作用方式与其他转速有明显区别,836 r/min转速下鸟体动能减小,其他转速下鸟体动能增加,且鸟体动能增量随转速增大而增大;836 r/min转速下前缘应力峰值要大于1 984 r/min转速,其他转速下,前缘应力峰值随转速增加而增大;接触力、叶根应力随转速的增大而增大.随撞击高度的增加,在撞击点相对速度及叶片扭转角共同作用下,接触力、鸟体动能增量、叶根应力峰值、鸟体动能、叶片前缘应力均呈先增大后减小趋势,撞击3/6叶高位置时前缘峰值应力及鸟体动能增量最大,撞击4/6叶高位置时叶根峰值应力及接触力最大.     

拌合时间对掺Duroflex~抗车辙剂沥青混合料高温稳定性的影响

为了探讨掺加Duroflex的沥青混合料拌合时间对其抗车辙性能的影响,对不同拌合条件下的AC-20C沥青混合料进行了车辙试验。试验结果显示,基质沥青和SBS改性沥青混合料的动稳定度都随着拌合时间的延长而降低;拌合时间从3min延长至11min时,基质沥青混合料动稳定度减低比率为49%,而SBS改性沥青动稳定度降低比率高达74%,SBS改性沥青掺加3%Duro的动稳定度降低比率为29%;不同拌合时间会对沥青混合料动稳定度产生较大影响,在同等试验条件下掺加Duroflex能够提高沥青混合料的动稳定度。     

沥青混凝土路面施工控制要点

一、沥青混合料的拌和 （1）沥青混合料施工控制温度见下表。 （2）沥青混合料的拌和、施工温度应根据所用沥青的粘温关系曲线确定。对沥青材料采用导热油加热，一般加热温度应在160-170℃范围内，矿料加热温度为170-180℃，沥青与矿料的加热温度应调节到能使拌和的沥青混凝土出厂温度在150-165℃，不准有花白料、超温料，     

乳化沥青厂拌冷再生混合料的加热碾压方法

在常温下拌合和摊铺乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料;然后,采用红外线或微波辐射加热摊铺后的再生沥青混合料,使底层混合料的加热温度为140℃～160℃,表层混合料的加热温度为150℃～170℃;最后,采用双钢轮压路机和轮胎压路机碾压加热后的沥青混合料至95%～100%的压实度。加热碾压工艺使得冷再生混合料中旧沥青和新添加的沥青加热融化后,在碾压过程中共同渗透、扩散到矿料表面,在矿料颗粒之间起黏结作用,提高了再生混合料的黏结强度,回收混合料中的旧沥青得以充分利用。具有广泛的应用前景。     

沥青混合料疲劳性能关键影响因素分析

从材料角度讨论了影响沥青混合料抗疲劳性能的因素,对不同因素条件下沥青混合料室内疲劳试验结果进行灰关联分析,分别研究了沥青性质、集料级配和混合料体积参数对沥青混合料疲劳模型中K值和n值影响的程度.研究表明:混合料饱和度和空隙率对K值,即沥青混合料疲劳寿命有较大影响;胶粉质量比和沥青膜厚度对n值,即疲劳寿命对应力水平变化敏感程度有较大影响.因此要提高沥青混合料耐疲劳性能,应保证沥青用量,从而形成高质量的沥青胶结料,并使混合料充分密实.     

叶尖开孔对风力机流场的影响研究

以NREL Phase VI叶片的1/8缩比模型为研究对象,在叶片叶尖区域设计由前缘到叶尖端面的3个环形通气孔,改变叶尖流场分布.采用CFD的方法,通过转速变化分析叶尖表面的压力分布情况及其叶尖涡的发展过程,进而研究叶尖开孔对风力机叶尖涡的影响.研究结果表明:转速低于900 r/min时,叶尖开孔对叶片气动性能影响不大;而转速高于900 r/min时,叶尖开孔可降低涡核强度,加速叶尖涡耗散,提高叶片气动效率.从环形通气孔中喷射的气流对来流有明显的抑制作用,能够减小尾流区内的轴向速度.在加速叶尖涡的耗散和降低叶尖涡的强度方面,风力机叶尖处开孔在转速超过900 r/min以上时被视为一种比较有效的设计.     

沥青路面就地热再生加热影响因素实验分析

为了研究沥青路面就地热再生施工中不同因素对沥青路面加热效果的影响,设计了一套室内加热实验方法,通过记录试验板不同深度处温度变化,得出沥青路面加热过程中的温度变化曲线,分析油石比、加热源温度、加热源高度及风速等因素对沥青路面加热效果的影响。实验结果表明:油石比和加热源温度的增加有助于提高加热板对沥青混合料的加热效果;加热源高度和风速的提高会降低加热板对沥青混合料的加热效果;并通过研究试验板的散热规律得出施工过程中沥青混合料摊铺到碾压完成所需时间应尽量缩短。     

沥青混凝土路面施工控制要点

(2)沥青混合料的拌和、施工温度应根据所用沥青的粘温关系曲线确定。对沥青材料采用导热油加热,一般加热温度应在160-170℃范围内,矿料加热温度为170-180℃,沥青与矿料的加热温度应调节到能使拌和的沥青混凝土出厂温度在150-165℃,不准有花白料     

沥青混合料降温收缩断裂特性

低温开裂一直是寒冷地区沥青路面的主要病害之一。利用研制的沥青混合料降温收缩断裂试验仪,在不同降温速率和初始温度下,进行了不同沥青及其用量、集料及其级配组成的改性沥青混合料的降温收缩断裂试验,以断裂强度、断裂温度、转折点温度和温度应力曲线斜率的绝对值为指标,对比分析了不同因素的影响。结果表明:改性沥青标号、沥青用量、矿料级配组成、降温速率和初始温度对沥青混合料降温收缩特性的影响较大;采用标号较高的改性沥青,沥青用量为马歇尔方法确定的最佳沥青用量,有利于提高沥青混合料抵抗降温收缩断裂的能力;骨架密实结构的沥青混合料的抗降温收缩断裂性能更好;在初始温度较高的快速降温下,沥青路面的开裂几率较大。     

双滚筒再生搅拌设备搅拌均匀性建模与仿真

为提高双滚筒再生搅拌设备的搅拌均匀性,对内筒转速、叶片安装角和搅拌臂相位角进行了设计,利用基于离散元方法(EDEM)的仿真软件建立了双滚筒再生搅拌设备模型,对搅拌过程进行了离散元仿真模拟.仿真结果表明:在设计范围内提高转速、减小叶片轴向安装角可以提高双滚筒再生搅拌设备的搅拌均匀性;在供料速率一定的情况下,搅拌臂相位角过大不利于混合料的搅拌;搅拌臂相位角对粗集料均匀性的影响程度非常显著,通过减小相位角可以快速降低其离散系数,提高搅拌均匀性.     

Gamma型态史特灵引擎的研制与测试

研制一Garoma型态史特灵引擎,工作流体为空气,于常压下使用电源供应器,分别输入200,250,300 W不同的热源,测试引擎在不同转速下的负载扭矩、输出轴功和制动热效率,并比较单动力汽缸与双动力汽缸之性能.在榆入热源为300 W下,单动力汽缸在转速为405 r/min时有最大扭矩0.13 N·m.在转速为456 r/min时有最大输出轴功5.73 W,最大制动热效率2.57%.双动力汽缸在转速为412 r/min时有最大扭矩0.15 N·m,最大输出轴功6.47 W,最大制动热效率2.9%.     

沥青混合料抗剪强度的影响因素

为了研究沥青混合料抗剪强度的影响因素,基于单轴贯入试验,在温度为60℃时,直接对集料级配、集料性质、沥青性质、含油量、空隙率以及均匀对沥青混合料抗剪强度的影响进行研究.研究结果表明:集料级配和公称最大集料粒径对沥青混合料抗剪强度有显著的影响;沥青混合料抗剪强度受其集料中针片状含量的影响较大,集料中针片状含量增大,沥青混合料抗剪强度减小;结合料的性质,特别是针入度、软化点和粘度对沥青混合料抗剪强度有较大的影响,随着针入度减小,软化点和粘度增大,沥青混合料抗剪强度增大;含油量对沥青混合料抗剪强度有较大影响,随着油石比的增大,沥青混合料抗剪强度减小;沥青混合料抗剪强度受其空隙率的影响较大,一般随着空隙率的增大,其抗剪强度减小;沥青混合料均匀性与沥青混合料抗剪强度绝对数值间没有明显的关联,而与数值间的变异性有着很好的相关性.     

谷子半喂入脱粒装置试验

利用谷子半喂入脱粒装置试验台,以脱不净率为指标进行了滚筒转速的单因素试验;以滚筒碾压段接料籽粒质量分数和杂余籽粒率为指标,进行了碾压辊状态的对比试验。在此基础上,以脱粒损失率、含杂率和杂余籽粒率为指标,进行了滚筒转速、脱粒间隙、凹板筛条间隙的正交试验和回归试验,优化得到该半喂入脱粒装置的最优参数组合。在试验条件下,当碾压辊可转动、滚筒转速为620 r/min、脱粒间隙为12.5 mm、凹板筛条间隙为9 mm时,脱粒损失率和含杂率分别达到0.91%和10.91%。     

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%.