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摘要:目前市面上部分料理机存在粉碎能力差以及工作时间长等缺点,为了改善料理机的性能,笔者采用计算流体力学的分析方法对多功能料理机内部的流动状态进行了数值模拟研究.通过对设计转速及其上下转速区间内料理机锅体内的流速流线分布以及剪切应变率分布的分析,发现垂直锅体底面方向上的旋涡分布对刀具的粉碎效果有重要的影响;流体的运动速度以及剪切应变率随着刀具转速的增加而增加,即增加刀具的转速能显著提高物料的粉碎性.因此,在合适的转速下,合理的刀具及锅体结构可改善料理机的性能....
[期刊论文] 侯聪伟 钱锦远 金志江
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CSTPCD 北大核心
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摘要:在小开度的情况下,在椭球形阀芯外侧安装多孔笼罩的方法对于抑制阀门流场的空化有着较好的效果.为了研究笼罩结构参数对带多孔笼罩椭球形阀芯空化的影响,进一步提高多孔笼罩抑制空化作用的效果,建立了小开度下带多孔笼罩椭球形阀芯的数值模型.在相同开度下,对不同笼罩直径、不同笼罩孔数以及不同笼罩孔径的模型进行数值模拟比较.结果表明,大直径少孔小孔径的多孔笼罩抑制空化的效果最好.当多孔笼罩开孔率恒定时,优先考虑孔数少的多孔笼罩.本文的研究对于多孔笼罩的设计和阀内空化的抑制有着一定的指导意义....
摘要:依据高加疏水阀的流量特性,基于湍流模型、多相流模型、空化模型和控制方程建立阀门内部空化流动的数值计算模型,研究最大流量工况和正常流量工况下的空化现象,得到了高加疏水阀内速度、气体体积分数的分布.基于空化分析的结果,按照多级节流降压理论,尝试优化结构,减小阀门内部发生空化的强度和范围,达到抑制空化的目的....
摘要:为了研究蒸汽加热系统疏水阀的流量特性,采用CFD方法对疏水阀内不同相对开度的流场进行了模拟计算,得到了不同相对开度条件下流场中的速度和压力分布,计算得到相对流量并得到流量特性.研究结果表明该疏水调节阀符合等百分比流量特性,符合预期目标....
摘要:药物粉体的辊压成型是干法制粒技术的核心步骤.药物粉体经过一对反向旋转的轧辊压制后形成片体,片体的相对密度决定了药物颗粒的收率.出料片体的相对密度与操作参数和物料参数有关.在生产中,通过对相关参数的选择,实现对片料密度的精准控制从而达到最高的生产效率是本领域研究的重要目的.笔者首先介绍了粉体辊压成型的Johanson模型及其修正模型,指出理论模型存在假设过多的问题;其次介绍了采用数值计算方法研究药物粉体辊压成型的相关工作,对数值计算方法的优缺点进行了评述;最后介绍了试验方法研究操作参数对片体相对密度的影响.此外,笔者还展望了未来药物粉体辊压成型技术新的研究方向,指出建立三维理论模型将理论计算、数值计算和试验分析相结合是研究药物粉体辊压成型问题的发展趋势....
摘要:针对一种由六头螺旋槽纹管和光管组合而成的新型螺旋复合型槽纹管,在10 000≤Re≤30 000的范围内,观察螺纹部分长度分别为0.1、0.2、0.3m时对壳程流体的流动和传热产生的影响.基于得到验证的数值模拟方法,研究不同Re下流体在壳程的流动情况,通过分析二次流的产生与消失过程,发现流体在壳程中流动的规律与螺纹部分长度无关.随着Re的增长,二次流变得更加剧烈,能有效强化传热,而螺旋复合型槽纹管引起的阻力损失也随之增大....
摘要:为了全面深刻理解减压阀噪声的具体生成过程及现有研究基础,分析了减压阀内噪声产生的机理,总结了目前国内外减压阀噪声的研究方法,并从来源降噪和传播降噪两方面回顾了国内外降噪技术的研究现状.经过分析总结,探讨了目前研究存在的主要问题:减压阀内流动复杂、旋涡流动发生位置不明确和高速射流相互作用的影响不确定等;指出未来方向应在综合理论分析、试验研究和数值模拟的基础上,确定减压阀内噪声源位置并分析噪声指向性,明确降噪机理,进而研究降噪技术,实现根源降噪.未来对减压阀噪声的控制应从流动机理和结构创新同时着手,进而推出一套普适性低噪声阀门设计理论.研究减压阀内噪声可以为有效并针对性地降低噪声提供可靠依据....
摘要:微通道内液-液两相流流动在微化工系统中占有重要的地位,了解微通道内液-液两相流体流动和传质规律对推动其工业化应用有重要作用.本文以微通道内液-液两相流系统为研究对象,简述了不同工况下微通道内液-液两相流流型和混合传质效率,分析了微通道特征、流体性质和流体流动速度等对流型形成和传质效率的影响.指出目前对于微通道内液-液两相流的研究多处于定性研究,定量研究仅针对某一体系展开,所得结果具有一定的局限性.关于微通道内液-液两相流传质研究实验较多而数值模拟方法相对较少,接下来的研究工作中应该考虑建立微通道内液-液两相流基础研究的数据库,通过分析大量的数据获得有效的流型划分准则和相关经验式以此推动微通道内液-液两相流的工业化应用.同时在传质研究过程中应研究开发相应的数值模拟模型,保证实验和数值模拟相结合,提出有效的传质效率评价机制....
摘要:对目前多孔板流动特性和空化特性的研究与工程应用进行了综述.针对多孔板的流动特性,归纳了多孔板的压降研究,包括多孔板几何结构及其内流流动特性等.回顾了孔板流量计在数值模拟和精细测量上的研究以及在消能方面的工程应用.针对多孔板的空化特性,介绍了其空化腐蚀的研究现状.总结了多孔板在空化降解方面的工程应用.结合目前的应用现状和研究进展,提出了多级孔板、孔板尺度效应和新型流动介质这3个方面的潜在研究方向.可为管路系统节流元件的设计和多孔板在相关工程中的应用提供参考借鉴....
摘要:使用高温高压蒸汽推动汽轮机可以实现能量的转化,而针对蒸汽的调控直接影响到能量的转化效率和系统的安全性.减压阀作为蒸汽辅助动力系统的核心部件,主要对高温高压蒸汽进行调控,使其压力和温度等参数被调节到特定范围.节流特性是减压阀的主要性能指标,以一种新型多级角式减压阀为研究对象,采用计算流体力学方法,考察了笼罩式阀芯和节流孔板的间距对节流特性的影响,具体分析了不同间距下流动特性、湍流耗散率、温度特性和压比特性等节流性能.研究结果为后续开展类似减压阀的节流优化设计提供参考....
摘要:微液滴因其独特的流体力学特性和尺寸效应,在许多领域得到了广泛的应用.在制备微液滴时常使用蠕动泵为流体提供流动推动力.实际上,当时间尺度足够小时,蠕动泵提供的推动力是呈一定周期性变化的,这对液滴的生成来说是一种周期性的扰动.为研究周期性扰动对十字型微通道内液滴生成的影响,本文基于经过验证的模型,在分散相入口流速为时间的正弦函数条件下对液滴生成情况进行了数值模拟.模拟采用流体体积(VOF)模型,以硅油为连续相、水为分散相,首先模拟了两相流体入口流速均为0.01 m·s-1的工况,得到液滴生成时间为0.08 s.导入周期分别为0.04、0.08、0.12、0.16s以及振幅分别为0.0025、0.005、0.0075、0.01的正弦函数作为分散相入口流速,模拟不同条件下液滴的尺寸和生成时间.模拟结果表明,当正弦函数周期≤0.08 s时,改变周期和振幅对液滴尺寸和生成时间的影响较小;当正弦函数周期大于0.08 s时,液滴尺寸和生成时间会呈现周期性变化.而正弦函数的振幅对液滴的生成影响不明显,只对液滴生成达到稳定状态的时间有影响....
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CSTPCD 北大核心
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摘要:针对微通道换热器结霜现象,分析了结霜对微通道换热器性能的影响,归纳了影响微通道换热器结霜的因素,包括环境因素和结构因素,并就近年来国内外学者对于这一问题的研究进展进行了综述....
[期刊论文] 钱锦远 金志江
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CSTPCD 北大核心
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摘要:随着社会和时代的进步,复杂物理系统日益常见,传统的工程分析与设计方法面临着巨大挑战,因此,针对复杂物理系统的诸多参数,研究新的分析方法、提炼海量数据、指导工程分析与设计,显得尤为迫切.从系统分析方法角度,对弹簧滑块系统、直流电路系统、流场压降系统和平板传热热阻系统进行了阐述;对4种物理系统中的重要物理量进行了分析与归纳,提出了含阻系统的设想,其由阻元、过体和势头三个部分组成;在已经具有海量数据的基础上,含阻系统分析方法可通过确立物理系统中的阻元、过体和势头,建立阻元对势头的直接联系,简化物理问题,得到相对准确的结果.同时,采用含阻系统分析方法对先导式截止阀的阀芯设计进行了研究,结果表明,数值模拟和含阻系统分析方法得出的阀芯小孔处的压差和最大汽含率均在2%的误差范围内,这说明含阻系统分析方法可用于指导先导式截止阀阀芯小孔的设计.在海量数据积累的大数据时代,含阻系统分析方法可针对各种类型的复杂物理模型进行工程分析与设计,具有广阔的应用前景....
摘要:利用气溶胶化学气相沉积的方式转化废弃菜籽油制备炭黑.以氮气为载气,将液体废油预先转化成气溶胶颗粒输送至高温管式炉,在800℃的条件下进行热分解,形成基于废油的炭黑.产物的形貌、组分和结构采用光学显微镜,拉曼光谱,SEM和XPS等方式进行表征.结果显示,炭黑表面呈阶梯片状叠加结构,而拉曼谱上出现强烈的D峰、G峰及G'峰(其中ID/IG=1.09).根据能谱C1S峰显示,炭黑表面化学键主要由sp2 C=C,sp3 C-C,C-OH和O=C-O-组成,其中sp2占据88.5%.对比分析原始单晶硅基和负载炭黑表面的润湿性,显示负载炭黑后的硅表面疏水性大幅度提高,与水的接触角从66.4 °增长到141°,呈现超级疏水性;而油在硅基和炭黑表面的接触角分别为21.2°和<4 °....
摘要:回顾了几种典型的强化换热管元件即波纹管、横纹管、扭曲椭圆管及螺旋槽纹管的研究现状,发现与普通光管相比,这几种强化传热管不仅具有更高的换热能力,还具有较强的抗污垢性能,同时在强化管元件中放置内插物等扰流装置还能继续提高换热能力.基于这些强化传热管元件的较高换热能力在一定工况下才能实现,未来应开发新型的具有扰流、避免流动死区形成的传热管,以满足更广的适用范围或者能够实现更好的换热效果....
摘要:国内饮料瓶回收主要依靠分散的人力回收,过程效率低下,流转能耗高,并且会产生二次污染.针对这一现状,提出了一种基于移动互联网的饮料瓶智能回收设备.该设备通过称量、传送、条码识别和压缩的方式对塑料瓶与易拉罐进行回收,随后用户通过微信扫描屏幕中的二维码获得微信红包.文章主要介绍了该设备的机械机构并对部分结构进行了详细的分析计算.设备不仅能够提升废旧饮料瓶的回收率,替换城市中的垃圾中转站,改善城市面貌,培养环保理念,同时挖掘互联网平台的潜在价值,让环保更加智能好玩.该设备能实现较高的社会效益和经济效益....
摘要:提出了一种新型的可适用于垂直管线的先导式截止阀,其驱动能耗较低;通过分析阀芯的受力情况,建立了阀芯运动的控制方程;运用 Fluent 软件及用户自定义函数功能 UDF 对该阀在不同弹簧刚度下的运动过程中的冲击速度、阀芯稳定位移和瞬态位移进行了数值分析.结果表明:阀芯运动在不同的弹簧刚度下具有不同的开启方式,选取较小的弹簧刚度有助于阀门的快速响应,也能够保证阀门开启后的正常工作,但容易造成开启时候阀芯对阀芯顶盖的冲击碰撞;而随弹簧刚度增大,阀芯的稳定位移逐渐减小,如在转换点之后继续增大弹簧刚度将使得阀芯无法达到最大位移.此外,通过对0.9倍和1.1倍弹簧刚度理论计算值下的阀门开启过程进行瞬态模拟,发现数值模拟与理论计算可以相互印证,同时建议在实际弹簧刚度选取时,选取0.9倍的理论计算值作为实际设计点.研究可为该类先导式截止阀或类似结构截止阀的研究推广与应用提供一定的借鉴意义....
摘要:基于加氢换热器典型失效行为的产生机理和表现形式,将其归纳为腐蚀破坏失效、结晶结垢失效和密封泄漏失效3类,并对其进行了实例分析,同时提出相应的应对措施。...
摘要:提出了一种适用于垂直管路中的先导式截止阀结构,其基本工作原理是通过控制先导阀并利用流体在流动过程中产生的压力差实现对主阀的开启与关闭,结构紧凑、反应速度快、驱动能耗低.运用计算流体力学方法(CFD)研究了该阀开启过程中不同阀芯高度下的流体压差变化情况,分析了不同流体出口静压、阀芯小孔直径以及入口速度对阀芯上下表面流体压力差的影响.研究结论对于该阀门的优化设计具有重要的参考价值....
摘要:先导式截止阀利用液体流动产生的压差作为阀门开启的动力,具有反应时间短、能耗低的优点,然而对于开启时间长短以及开启后产生压差的大小,目前仍缺乏理论研究.文章通过编制UDFs程序,实现了压差的测量,并利用压差的大小,控制阀芯的运动,模拟出阀门的开启过程,得出了开启时间的数值解,为进行阀门系统的分析提供了数值方法.通过对阀门流场的分析,指出了本阀门的主要阻力损失区域,为阀门进一步的优化设计提供了理论依据....
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