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削剪泵轮叶片是优化液力变矩器性能的一种手段。为了研究泵轮叶片削剪程度对液力变矩器性能的影响规律,该研究基于计算流体动力学,采用应力混合涡湍流模型（stress-blended eddy simulation,SBES）对液力变矩器内部流场进行仿真模拟,依托外特性试验验证仿真结果的准确性。通过Q准则涡识别方法,甄选合适阈值重构叶片削剪前后泵轮流道三维涡系结构,定性分析多尺度涡动力学特性,量化提取二维流场图谱信息,揭示流速场时空演化规律。结果表明：泵轮叶片设计流线从出口处经过10%、20%和30%的削剪后,液力变矩器的变矩比逐渐增大,由原型变矩器的1.77增大到叶片削剪30%的2.33,泵轮转矩系数降幅明显,由原型变矩器的5.51降低到叶片削剪30%的3.39,叶片削剪10%后变矩比增大4.34%,泵轮转矩系数降低10.73%,降幅明显;随着泵轮叶片削剪程度加剧,叶片对流体的推动作用减弱,流体动能减小,多尺度涡运动趋势衰减,流道中部涡结构特征改变,流道出口高能小尺度“脱落涡”现象减弱;泵轮流道出口流速随叶片削剪程度增大而减小,由原型变矩器的23 m/s降低到叶片削剪30%的19 m/s,泵轮进口流速几乎不变,因进出口流速的变化,泵轮转矩系数降低。研究结果可为液力变矩器叶片设计与性能优化提供指导性建议。 相似文献
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针对顶风机型木材干燥窑内部风速流场分布不均匀问题,基于发明问题解决算法（Algorithm for Inventive-Problem Solving,ARIZ）对干燥窑从优化窑体结构、调整锯材间隙、改善导流方式3个方向进行分组改进设计,每组包含4个方案,共得到了12个几何方案模型;采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）仿真对比分析不同模型的风速流场,利用逐项耦合迭代法确定了调整锯材间隙和增设导流板两个改进方向能够解决窑体内部风速流场分布不均匀问题;采用风速流场分布云图、检测点风速差值、平均速度、速度不均匀系数4项评价指标,对84个监测点风速数据进行数值计算和对比分析后迭代出将窑体结构的四角优化为曲面化设计,调整锯材间隙为上宽下窄的非等距形式,并在预留气道中增加三块平面导流板来改善导流方式的综合性改进设计方案为较优方案。该方案的风速差值为-0.058m/s更趋近于0,平均速度提升了15.60%,速度不均系数降低了72.70%;结果表明,采用ARIZ对干燥窑结构进行迭代改进设计的方法可有效解决窑体内部风速流场分布不均匀问题。 相似文献
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盘刀式铡草机粉碎物料运动过程分析与试验 总被引：1，自引：1，他引：0
为了探究盘刀式铡草机粉碎物料的抛送运动规律,该研究在综合考虑抛送装置与前端装置的参数匹配及气流对物料的影响下,将物料抛送运动过程分为7个阶段,通过分析物料在各个阶段的运动及受力情况,建立了物料从切碎到与叶片碰撞、物料沿抛送叶片运动、沿抛送直管和弯管运动以及物料被抛出出料口后的动力学模型。以动力学模型为基础,建立了数值计算模型。根据实测的铡草机与物料相关数据,确定了仿真模型参数,以物料的抛送距离为评价指标,分析了主轴转速和叶片倾角对抛送性能的影响。研究结果表明,在试验范围内,抛送距离随着主轴转速的增大而近似线性增大;随着叶片倾角的增大,抛送距离呈先增大后减小的趋势,且后倾叶片的抛送距离大于前倾叶片,后倾叶片更有利于物料运动。抛送距离试验得到的结果与理论仿真结果一致,最大相对误差为6.6%,验证了动力学模型的合理性。动力学模型的建立为进一步优化抛送装置结构和运动参数及其与前端装置的匹配提供理论指导。 相似文献
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轴向漩涡流动是研究液力偶合器能量损耗的重要基础。该文基于粒子图像测速技术采集制动工况下液力偶合器轴向漩涡流场图像,通过图像处理技术识别并提取液力偶合器外壁面上特殊几何结构所呈现的光学特征,完成流动图像动态标定。利用霍夫变化直线检测算法识别泵轮轴向流场流速方向,通过图像互相关算法并采用查询窗口偏移技术提取涡轮轴向漩涡流场结构,应用误矢量识别算法检测错误流速矢量并予以剔除,获得优化的流动图谱。研究结果表明:泵轮轴向流场中液流是一种复合加速运动;涡轮轴向流场中液流是一种多尺度漩涡流动,主流区域上流速值为0.2~0.4 m/s,叶片与壁面组成的角隅区域上形成小尺度涡旋,角隅区域上流速值为0.6~1.1 m/s。上侧叶片与泵轮、涡轮交界面处的角隅区域上存在与主流循环流动方向相同的小尺度涡旋,涡量数值为?8 s?1,此处涡旋将促进液力能量的传递与转换,其他3个角隅区域上的涡旋方向与此相反,涡量数值分别为13、15和20 s?1,由于该局部区域小尺度涡与主循环涡的相互混合作用,引起流动迟缓,造成能量损耗。试验研究结果将为液力偶合器轴向漩涡流动现象提供有价值的参考依据。 相似文献
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气体射流冲击干燥机气流分配室流场模拟与结构优化 总被引：8，自引：6，他引：2
为了改善气体射流冲击干燥机气流分配室流场结构,提高喷管速度分布均匀性,以气体运动微分方程和RNGk-ε湍流模型为基础,利用计算流体动力学软件Fluent对气流分配室内气流流场进行了三维数值模拟,得到了热气流在气流分配室内的流动特征,并对原模型结构进行改进,提出了3类优化方法,同时将最优模型的预测值与试验数据进行了比较。计算结果表明,气流分配室原始结构的速度矢量在气流腔室内部形成2个左右对称的反向涡流区,对应喷管出口速度分布沿高度方向呈先减小后增加的趋势,设计工况下速度偏差比和速度不均匀系数分别达到24.6%和18.1%;减小分配室下端宽度这一常见思路并不能改善气流分配室的速度分布均匀性,而扰流模型则被证明是可行的;平板扰流模型的效果优于半圆柱扰流模型,其最佳结构参数为平板间距为160mm且第一块平板较喷管轴线高14mm,速度偏差比降为7.7%,而速度不均匀系数仅为4.7%,数值模拟结果与试验数据最大偏差不超过8%。该文的研究思路对类似于干燥机气流分配室结构的均匀性设计提供了参考。 相似文献
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Numerical simulation and optimum design on airflow distribution chamber of air-impingement jet dryer
为了改善气体射流冲击干燥机气流分配室流场结构,提高喷管速度分布均匀性,以气体运动微分方程和RNG k-ε湍流模型为基础,利用计算流体动力学软件Fluent对气流分配室内气流流场进行了三维数值模拟,得到了热气流在气流分配室内的流动特征,并对原模型结构进行改进,提出了3类优化方法,同时将最优模型的预测值与试验数据进行了比较。计算结果表明,气流分配室原始结构的速度矢量在气流腔室内部形成2个左右对称的反向涡流区,对应喷管出口速度分布沿高度方向呈先减小后增加的趋势,设计工况下速度偏差比和速度不均匀系数分别达到24.6%和18.1%;减小分配室下端宽度这一常见思路并不能改善气流分配室的速度分布均匀性,而扰流模型则被证明是可行的; 平板扰流模型的效果优于半圆柱扰流模型,其最佳结构参数为平板间距为160 mm且第一块平板较喷管轴线高14 mm,速度偏差比降为7.7%,而速度不均匀系数仅为4.7%,数值模拟结果与试验数据最大偏差不超过8%。该文的研究思路对类似于干燥机气流分配室结构的均匀性设计提供了参考。 相似文献
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基于CFD的潜水轴流泵性能分析及其特性试验 总被引：1，自引：1，他引：0
为了研究高转速轴流泵性能预测问题,采用圆弧法和流线法完成550比转速QY90-4.4-1.5轴流式潜水泵叶轮和导叶水力设计。采用计算流体动力学(CFD)对泵性能进行预测,运用Pro/E软件完成泵流道三维实体造型和非结构网格划分,基于标准k-ε湍流模型进行泵内部流场数值模拟,得到模型泵性能预测数据和曲线。在样机型式试验及综合分析基础上,发现实测与预测性能参数吻合程度较高,由于对回流及二次流等的模拟还存在欠缺,在偏离额定工况较大时泵流量-扬程、流量-轴功率和流量-效率曲线产生一定的误差。通过分析最优工况叶片表面压力和相对速度分布,揭示叶片头部因液流撞击形成较大压降梯度,背面进口边稍后是较宽的低压汽蚀危险区。叶片表面速度沿半径逐渐增大,基本上没有径向分速度。总体符合速度环量沿半径均匀分布的假设。 相似文献
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3MQ-600型导流式气流辅助喷杆弥雾机研制与试验 总被引：7，自引：6，他引：1
为减少药液的飘失和雾滴的穿透力,提高药液利用率,设计了3MQ-600型导流式气流辅助喷杆弥雾机,利用拖拉机液压和动力输出带动液压马达、轴流风机、隔膜泵等部件工作。在风筒内部加装的新型栅格状导流器,优化了风筒内的流场结构,减小了因涡流而导致的能量损耗。试验结果证明,与无风幕喷雾相比,沿喷杆方向的雾滴个数平均值提高了29.5%,变异系数降低了78.5%;飘失量减少45%以上;在雾滴对作物冠层穿透性方面,雾滴在作物中下层沉积量50.8%。该机具有较高的减飘性能和雾滴沉积性能,农药利用率更好。 相似文献
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为了解决锤片式饲料粉碎机工作过程中噪声大的问题,运用虚拟仪器测试技术和台架试验相结合的方法,对粉碎机的噪声信号进行采集和分析,针对影响噪声的主要因素如锤片、筛网、进料口、出料口和转子转速等进行相应的声压级和频谱测试分析,寻找粉碎机主要噪声源及其与主要影响因素之间的规律,并通过对粉碎机各部件的结构参数进行改进设计,达到降低整机噪声的目的。研究结果表明:粉碎机噪声信号主要包含48、180、200、361、893和1 263 Hz共6种频率成分;筛网、进料口和出料口对主频成分没有影响,只影响噪声频率的幅值;筛网具有降噪作用;进料口和出料口都不同程度地增强了噪声声压级;通过对主轴转速为2 400~2 800 r/min时的空载噪声频谱图分析知,当转速升高时,噪声幅值急剧升高,可见转速对粉碎机的噪声有影响;对不同锤片数量的空载噪声频谱图分析知,锤片数量只影响噪声幅值,对主要频率变化影响较小。此外,对粉碎机进料口、出料口、筛网的结构参数进行改进设计,以出料口的改进设计为例,基于有限元法对改进前后分离装置内的流场湍动能分布情况经行了模拟,将改进前后的结果进行对比分析发现:出料口改进后分离装置内气流的湍动能较小,流动较为稳定。通过台架试验表明:当选用改进后的出料口时,粉碎机整机噪声得到明显改善,噪声总声压级降低了3 d B(A),各测点噪声声压级降低1.9~3.6 d B(A),进一步粉碎试验表明使用改进后的出料口并未影响粉碎机的生产效率以及吨料电耗,研究所采用的降噪措施可行,此法可为控制粉碎机噪声提供理论依据。 相似文献
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诱导轮与叶轮匹配不合理,是影响微型离心泵运行稳定性的原因之一。为了研究诱导轮与叶轮之间的轴向距离(简称为轴向距离)的匹配对离心泵性能的影响,该文以一台前置诱导轮离心泵为研究对象,采用数值方法定量分析了不同轴向距离对离心泵能量特性、汽蚀特性和压力脉动特性的影响。选取5种轴向距离,分别为0.1S,0.5S,1.0S、1.5S和2.0S(S为诱导轮轴向长度与叶栅稠密度的比值),对离心泵进行三维流场数值预测。结果表明,轴向距离增加后,扬程和效率均有所增加,汽蚀余量降低,但叶轮内压力脉动幅值升高。其中,在额定工况下,当轴向距离增大至1.0S时,扬程提高了0.61m,效率提高了5.8%,临界汽蚀余量降低了0.4m;轴向距离继续增大后,各项性能变化不大。综合分析认为,轴向距离为1.0S时,诱导轮与叶轮的匹配性能最佳,有利于离心泵稳定运行。研究结果可为微型离心泵诱导轮与叶轮的匹配设计提供参考。 相似文献
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气流和机械碾轧超微粉碎香菇柄的效果比较 总被引：1，自引：1，他引：0
为了提高香菇副产物菇柄的附加值,应用气流粉碎和机械碾轧粉碎2种工艺分别对菇柄进行超微处理。对气流粉碎工艺中的分级机转速,机械碾轧粉碎工艺中的主机频率、风机频率等操作参数进行了单因素分析,进一步结合分段线性拟合法对2种工艺的加料速度进行了优化,分别得出了2种工艺的较适工艺条件;并对二者的粉碎效果、处理时间、能耗和出品率进行了比较。结果显示:气流粉碎的较适工艺条件为:分级机转速2 400 r/min,加料速度12 kg/h;机械碾轧粉碎的较适工艺条件为:主机频率44 Hz,风机频率42 Hz,加料速度5 kg/h。2种超微粉碎方式都能获得10μm以下的微粉,与机械碾轧粉碎相比,气流粉碎的分级精度较高,处理时间缩短了56.43%,但出品率较低,能耗为前者的4.77倍。总体来看,机械碾轧粉碎更适合规模化生产,该研究为超微粉碎技术应用于香菇柄深加工利用提供了技术依据。 相似文献
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新型锤片式饲料粉碎机分离流道内物料运动规律 总被引：3，自引：3，他引：0
基于锤片式饲料粉碎机工作状况,研究物料颗粒在气固两相流中运动轨迹的数学模型,得到物料颗粒沿坐标轴方向上的运动微分方程和位移方程;并使用 MATLAB 对该数学模型进行了数值模拟,得到了物料颗粒理论运动轨迹,对模拟结果按入口固相颗粒速度大于、等于、小于气相速度3种情况进行研究;使用高速摄像机对分离流道内部分颗粒进行跟踪拍摄,并取粒径2 mm目标颗粒和粒径8 mm完整颗粒,对2种物料颗粒理论模型运动轨迹与真实运动轨迹进行了比较,验证了数学模型的合理性.对进一步研究宏观物料运动、颗粒分布及分离装置结构等提供了参考. 相似文献
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机械超微粉碎与不同粒度常规粉碎对红茶理化特性的影响 总被引：5，自引：3，他引：2
为探究机械超微粉碎对茶叶物性及功能成分浸出特性的影响,该文通过超微粉碎和常规粉碎2种方法制备超微红茶粉和4种粒度的粗粉红茶粉,研究了5种茶粉的粒度分布、微观形貌、比表面积、结晶度、表面氧碳元素比、中红外图谱和功能成分的浸出特性。结果表明:常规粉碎不同粒度茶粉间差异较小,而超微粉碎较大程度地改变了茶叶的物料性质。超微粉碎后,茶粉粒度减小至微米级,比表面积增大,茶粉的结晶度降低,表面暴露的纤维素和半纤维素相对含量增多,而中红外谱图显示超微粉碎茶粉的官能团结构并没有改变。沸水浸提过程中茶多酚、咖啡因、可溶性糖和水浸出物的溶出结果表明:5种茶粉功能成分的浸出量都随时间的增加而增加,经过一段时间后达到平衡。在达到浸出平衡时,不同粒度茶粉的茶多酚和咖啡因含量差异不显著,超微茶粉的可溶性糖含量为4种粗粉的2倍左右,水浸出物比粗粉茶粉提高10%以上。上述研究结果表明:超微粉碎能够有效减小茶粉的粒度,破坏植物的细胞壁结构,使内部成分暴露于表面,此外,组织结构和细胞壁的破坏使不溶的纤维成分转化成可溶性成分,可溶性糖和水浸出物显著增多,超微粉碎能够在一定程度上提高茶粉的有效利用率。 相似文献
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传统调味料的超微粉化及其表征 总被引：4，自引：0，他引：4
超微粉碎技术作为一种新型的食品加工方法,可以使传统调味料（主要是香辛料） 细碎成粒度均一、分散性好的优良超微颗粒。研究发现随着香辛料微粒粒径的不断减小,其流动性、溶解速度和吸收率均有所增大,入味效果也得到改善。同时对微粉香辛料的物理化学性质进行了参数表征。 相似文献
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固液两相流条件下半开式叶轮离心泵中颗粒冲击、泄漏涡发展和颗粒轨迹之间存在紧密交互作用,导致过流部件的磨损行为复杂多变。该研究结合双向耦合欧拉-拉格朗日方法和颗粒磨损Finnie模型,对不同颗粒体积浓度下半开式叶轮离心泵固液两相流场进行求解,分析了颗粒体积浓度对泄漏涡结构特征、颗粒运移轨迹和磨损特性的影响,揭示了颗粒体积浓度、叶顶间隙泄漏涡和过流部件表面磨损规律的关联机制。结果表明：随着颗粒体积浓度的增加,颗粒的频繁撞击加剧了叶片压力面进水边和后盖板磨损程度,叶片吸力面出水边的磨损范围向进水边方向延伸;颗粒体积浓度小于1%时,颗粒的轴向运动和叶顶间隙泄漏涡的阻碍作用导致颗粒易与叶片前缘靠近叶根处和吸力面出水边靠近叶顶的区域发生撞击,诱发严重磨损,且呈现点状磨损;当颗粒体积浓度大于3%时,叶轮后盖板的整体磨损强度大于叶片,颗粒体积浓度的增加造成流入叶顶间隙层的颗粒数增加,颗粒对叶顶间隙泄漏涡的冲击导致涡流的破碎、分离、再融合,加剧不稳定流动,泵的扬程和效率均明显下降。该研究可为固液两相半开式叶轮离心泵优化设计和安全稳定运行提供理论参考。 相似文献
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超微粉碎对桑叶粉理化性质的影响 总被引：1，自引：1，他引：1
为拓展超微粉碎技术在食品添加剂和药品开发中应用,以桑叶为原料,分别对桑叶粗粉进行干法超微粉碎2 、4、6、8 h,得到4种不同粒径大小的桑叶超微粉,并对桑叶粗粉与4种超微粉的理化性质进行比较。研究结果表明,超微粉碎能明显减小桑叶粗粉的颗粒粒径（P＜0.05）,随着超微粉碎时间的增加,超微粉的粒径减小,粉体的粒径分布范围变窄,比表面积和体积密度显著增加（P＜0.05）,休止角、滑角和膨胀性显著降低（P＜0.05）,水溶性/持水力、持油力、蛋白质的水溶性和多糖的水溶解性均有不同程度的增加,但多酚含量变化不显著（P＞0.05）。扫描电镜结果显示,粗粉经超微粉碎后,其颗粒呈零散的分布形态。说明超微粉碎可改善桑叶粉的部分理化性质,可将这些性质应用于食品添加剂和常规食品开发与加工中。所得研究结果将为超微粉碎技术在桑叶食品中工业化应用提供数据支持和理论依据。 相似文献
17.
滴灌用水力旋流器中颗粒分离的数值模拟 总被引：5，自引：4，他引：1
针对滴灌用水力旋流器,采用高浓度混合多相流模型并结合雷诺应力模型和颗粒动力学理论对其内部颗粒体积浓度分布和分离效率进行了数值模拟。模拟首先得到了水力旋流器内不同粒径颗粒浓度分布情况和分离效果,对于小粒径颗粒主要集中在内旋流区域,分离效率较差,而大粒径颗粒集中在外旋流区域,分离效率较高;对于颗粒分离效率,混合多相流模型和欧拉多相流模型的计算结果基本一致;最后分析了旋流器进口速度和浓度变化对颗粒分离效率的影响。计算结果表明,混合多相流模型可用于水力旋流器内高浓度多相流的数值模拟,对滴灌用水力旋流器的选择和结构优化设计具有重要的指导意义。 相似文献
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The effects of corn sample, grinder type, and particle size of ground corn on the extrusion of corn curls and pet food were studied. Extrusion runs were conducted using a twin-screw extruder. Properties of corn curl and pet food extrudates were affected significantly by corn samples obtained from different parts of the country (Nebraska, Illinois, and Texas), even though grinding and extrusion parameters were held constant. The type of grinder used to grind the corn had an effect on extrusion properties. The volumetric expansion index (VEI) of extrudate from pin-milled samples was lower than that of extrudate from the same corn ground in a hammer mill or roller mill. Small particle size, obtained by grinding corn in a hammer mill with different screen sizes, produced extrudate with a significantly higher VEI than extrudate from coarse- or medium-sized particles. 相似文献