磨片精磨区纤维轨迹模型的建立及磨齿作用频数的求解

通过对热磨机磨片精磨区内纤维运动的分析,阐述了纤维的流体特性;根据流体力学的运动学原理求解磨片精磨区间隙内纤维流体的运动轨迹模型,并建立纤维流体在精磨区内的轨迹方程;结合磨片的结构参数,运用轨迹方程推导磨齿作用频数的数学表达式,并通过计算实际磨片的磨齿作用频数和统计纤维的研磨质量数据探究二者之间的影响关系。结果表明:纤维流体在精磨区内的流动属于库特流动,并符合Naiver提出的线性滑移模型;其运动轨迹呈螺旋形,主要受磨片角速度、磨片间隙、磨片齿倾角的影响;磨齿作用频数受磨片结构参数影响,并与纤维的研磨质量具有相关性,合理的磨齿作用频数能够保证较高的纤维质量。     

纤维在研磨流场区域流动状况的数值模拟

根据纤维的流动特性及热磨机实际工况下的压力参数和设定的动磨片转速,选择一对动/静磨片;将由动/静磨片和磨片间隙组成的研磨流场区域,划分为3个域,对纤维在研磨流场区域中的流动状况进行了数值模拟研究。结果表明:纤维在研磨流场区域中的压力、速度、剪切应力分布,与实际工况中磨片的磨损状况相符;3种参数分布相互关联,符合流体力学的运动规律。     

磨片结构对纤维分离过程中能量转换机理的影响

针对纤维分离过程中磨片动能与浆料流动压力能之间的能量转化过程,运用流体力学对其能量转换机制进行分析,导出浆料总能与其运动速度之间的关系,表明浆料的涡流流动是造成热磨机能量损耗的主要原因。对周向齿及磨齿倾角影响能量转换机理分析表明:周向齿造成浆料涡流运动;磨齿倾角的不同设置方式影响浆料的外排速度、纤维分离时间、纤维形态质量。     

流体非线性碰撞研究初步--流体对喷

为了分析通风空调领域大量存在的流体对抗或对喷等复杂非线性行为，了解流体复杂对流运动的机理，本文运用计算流体动力学方法模拟了室内等温层流气流、室内等温湍流气流及水箱内等温湍流水流等3种典型流体对喷实例。模拟结果发现，对于层流流体非线性碰撞，流体粘性在低雷诺数时起主要作用；对于湍流气流非线性碰撞，流体流速在全雷诺数范围及不同流动结构时都起主导作用；对于湍流水流非线性碰撞，流体粘性在低雷诺数时能起作用，而随着雷诺数增高及流动结构复杂化，流场则由流速及粘性等多种因素主导、由此研究可以看出，从控制参数、流体物性参数等影响流体对流运动的本质因素来探讨流体的非线性碰撞规律，可以为流场合理布局提供理论参数．     

热磨法木片断裂力学模型及磨片参量的影响因素1）

将热磨机磨片把木片原料研磨为纤维的过程转化为木片断裂的形式,运用断裂力学理论对其研究。当磨片研磨木片时,木片的破坏简化为Ⅱ－Ⅲ复合型（滑开型＋撕开型）裂纹的扩展问题,建立木片断裂过程的力平衡方程,研究木片断裂力学模型,分析纤维研磨过程中磨片施力方式与木片原料研磨之间的关系;运用含斜裂缝有限板裂缝尖端的应力强度因子计算公式,推导热磨法木片断裂的断裂判据,并对磨片参量影响的因素进行分析,为磨片的设计提供理论依据。     

热磨法木片断裂力学模型及磨片参量的影响因素

将热磨机磨片把木片原料研磨为纤维的过程转化为木片断裂的形式,运用断裂力学理论对其研究。当磨片研磨木片时,木片的破坏简化为Ⅱ-Ⅲ复合型(滑开型+撕开型)裂纹的扩展问题,建立木片断裂过程的力平衡方程,研究木片断裂力学模型,分析纤维研磨过程中磨片施力方式与木片原料研磨之间的关系;运用含斜裂缝有限板裂缝尖端的应力强度因子计算公式,推导热磨法木片断裂的断裂判据,并对磨片参量影响的因素进行分析,为磨片的设计提供理论依据。     

热油管道不稳定过程变物性耦合流动数学模型

热油管道再启动过程是一种不稳定的变物性耦合流动.通过质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律,推导出了热油管道不稳定过程变物性耦合流动的控制方程,该控制方程对于圆形管道内的非稳态流动与换热具有通用性.忽略流体物性对温度的依赖关系,控制方程成为常物性非稳态耦合流动的主控方程;忽略时间的作用因素,控制方程成为稳态的耦合流动的主控方程.     

国管分层流的数值模拟

从流体力学中的N-S方程出发,建立了圆管两相分层层流的流动数学模型。通过两相分层层流相互作用的流体力学分析,提出了两相流动界面的耦合条件,得到了一组完整描述两相国管分层流的数学方程。通过数值求解分层流的数学方程,得到了对工程实际应用有重要价值的流动规律。应用圆管两相分层流的流动规律,可以实现高粘流体的高效率输送。     

考虑温度场条件下的Y型喉管流场特性分析

Y型喉管是气力输送系统中料气混合的核心部位,气固两相之间的能量交换带来的损失以热量的形式体现出来,引起气固两相温度发生变化,影响输送系统的两相流动特性。利用双欧拉模型,应用Fluent对考虑温度场条件下喉管内气固两相流进行数值模拟仿真,分析气固两相混合带来的温度变化对内部流场的影响规律,得到考虑温度场条件下的两相流动特性。结果表明:与不考虑温度场相比,Y型喉管内料气混合阶段的气固两相温度均升高,气相温度最终比固相温度低0.5℃;能量的散失使得小麦颗粒水平有效运动速度降低13.7%;气相温度升高,黏性增大,导致系统压损升高16.6%。结论与试验结果基本一致,证明了仿真模型的正确性,但因为颗粒碰撞以及气相与壁面摩擦等因素的影响,实际温度变化与压损都较模拟结果增大。     

结蜡对内置电缆连续油管流场的影响

为了研究结蜡分布和结蜡厚度对原油流速、压力的影响规律,解决原油在输送过程中管壁结蜡带来的能量损耗及安全隐患。采用简化结蜡模型,利用Fluent软件对结蜡和无结蜡直井中内置电缆连续油管的流场进行三维数值模拟。结果表明:原油进入结蜡管道后,沿井筒轴线缓变流动,在结蜡起始位置和终止位置附近,原油流束局部会相应地收缩或扩张;由于存在石蜡层,过流断面不再是环形,流速云图也脱离了轴对称分布,流速峰值出现在过流断面未结蜡的部分且明显增大,无论是否结蜡,流速径向分布曲线均为抛物线型;结蜡井筒与无结蜡井筒过流断面处压力相等,且过流断面压力由入口向出口降低;结蜡井筒除了沿程能量损失外,还存在局部能量损失,因此井筒能量损失更大。     

西北太平洋秋刀鱼分鱼系统的改进

西北太平洋秋刀鱼分鱼系统主要包括鱼水分离器和鱼体选别机。对该分鱼系统进行研究并提出改进方法有利于降低劳动成本、提高分级效果和生产效率。针对原分鱼系统,根据实际生产经验,对鱼水分离器的主体、箱体及渗水板结构和鱼体选别机的分级、支脚结构提出改进措施。改进措施具体为:(1)在鱼水分离器的主体下方设计一个排水通道,并且与水平面呈15～20°倾角;(2)鱼水分离器箱体上部设计一个挡板盖,并在鱼水分离器的箱体内层及挡板盖内层处粘附一层防水且具有弹性的热塑性弹性体(TPE);(3)渗水板设计成可拆卸的双层结构;(4)鱼体选别机的选别钢管个数增加到15根,长度增加到250 cm,分级仓增加到5个;(5)将鱼体选别机原有的固定支脚设计成可活动支脚;(6)排鱼滑板设计成与水平面夹角为30°;(7)在鱼体选别机上增设一套水幕喷射装置辅助生产作业。改进后的分鱼系统不仅适用于西北太平洋秋刀鱼的分级,还可用于其它小个体种类的分级。     

基于Pro/E的采棉机清杂滚筒的分析设计

针对统收式采棉机含杂率高这一现实,借鉴河北邯郸棉机和山东天鹅棉机将刺钉滚设计为机械铆结锥度球冠型刺钉的12棱柱结构的改进思路,提出一种应用于棉杂分离的机载6棱柱滚筒式清杂系统的研究方法,包含主要零部件的组成、工作原理及其设计。利用Pro/ENGINEER 软件对清杂系统主要部件进行三维实体建模和虚拟装配,采用六棱柱式刺钉滚筒和格条栅相结合的机械清杂方法,通过田间试验,可有效去除籽棉中掺杂的泥土、碎石、碎棉叶和不孕籽以及其他大杂物（青桃、棉杆、铃壳和碎铁片等）,提高机采棉的质量袁并能减小棉纤维的损伤。     

木材动态力学特性对热磨过程能耗的影响1）

以杨木为试材,应变率为400、700、1000 s－1,含水率为气干、全饱和,加载方向为弦向、径向、轴向;用分离式霍普金森杆（SHPB）试验装置测试了木材动态力学特性,分析了木材动态力学特性对热磨过程中能量消耗的影响。结果表明：①全饱和材比气干材更易解离。②在同一个应变率范围内,弦向抗压强度最小,轴向抗压强度最大;进料时,若能使大部分原料沿着弦向进料,而避免沿着轴向进料,则会减少研磨过程中的能量消耗。③当应变率在400～1000 s－1范围内变化时,轴向的抗压强度值随应变率的增加而增大,但增加幅度随应变率的增加而减小;弦向、径向的抗压强度随应变率的增加先增大而后减小。热磨过程中,增大磨盘转速提高纤维分离过程的应变率,可以减少热磨过程中的能量消耗。     

不可压Navier-Stokes方程的一阶有限元解法

不可压Navier-Stokes方程求解的困难之一在于如何确定压力场并且同时要满足不可压条件.压力项在连续性方程中并不出现，但是却对速度起约束作用.为了解决这一问题，对于粘性不可压流动，提出了以速度和应力为基本变量，不含压力项的一阶流体动力学方程系统及对应的积分形式.采用有限元方法，对于速度和应力进行同阶插值，对于非线性对流项，采用牛顿迭代法进行处理，对于时间项采用后向欧拉方法.基于FreeFem++平台，对两平行平板间的稳态粘性流动及二维非定常圆柱绕流进行了数值计算.分别通过和精确解及标准算例的对比，验证了方法的可行性和有效性.采用不含压力项的一阶系统，避免了连续性方程中不含压力项给不可压缩Navier-Stokes方程求解带来的困难.     

高粘牛顿流体输送的表观滑移流动研究

在高粘度流体输送过程中,用低粘度的流体局部置换高粘度的流体,可以降低附壁边界层的粘性从而实现管道内流体流动减阻。对管道内两种粘度流体环状流动进行了理论和计算研究,推导了滑移层厚度及流体粘度与流动流量、减阻、滑移速度等的关系式,结果表明,随着滑移层变厚,其流速的增量会减小;当滑移层较薄时,流量增否取决于两层流体粘度之比;只有控制滑移层厚度不超过一定范围输送效率才会最大;滑移速度与压差成线性关系。     

气流干燥中粘壁和沉底问题的理论探讨

探讨了在中密度纤维板生产中的木材纤维气流干燥系统中存在的 2个问题 ,从流体力学理论的观点 ,分析了纤维在干燥管道发生粘壁和沉底的机理 ,提出了避免这 2个问题发生的气体速度的计算判别式 ,以及相应的措施 .     

白银市东西大沟土壤理化性质与微生物数量的关系

[目的]研究白银市东、西大沟土壤理化性质与微生物数量的关系。[方法]以白银市2条主要排污沟为研究对象,分析了东、西大沟土壤理化性质、微生物数量。[结果]东大沟土壤全N、全P含量显著高于西大沟,pH均值显著低于西大沟,而细菌、真菌数量显著低于西大沟,放线菌差异不显著,全N、全P均值比西大沟分别高100.00%和117.89%。西大沟N、P、pH与细菌、放线菌均呈负相关,N、P、pH与真菌呈正相关,东大沟N、P、pH与细菌分别呈正相关、负相关、负相关,N、P、pH与放线菌分别呈负相关、负相关、正相关,N、P、pH与真菌均呈负相关。多元回归线性分析表明,对东大沟真菌影响较大的是全N含量,其次是pH,且均呈显著负相关,相关系数为0.999;对东、西大沟其余微生物有影响,但不显著。[结论]该研究为更好地理解重金属污染、解决农田灌溉污水水质提供参考。     

基于CFD-EDM耦合的气吸式红枣捡拾机气力输送装置仿真分析

为明确气吸式红枣捡拾机气力输送装置的运动特性,开展了气力输送装置气固两相流的模拟研究。基于气固两相流理论,分别建立了计算流体模型与离散元模型,通过计算流体力学与离散单元法(computational fluid dynamics-discrete element method)耦合求解,对红枣从气力输送装置入口到出口的运动状态、颗粒分布和气流场分布进行仿真分析,通过仿真优化试验探究清选箱箱体的设计并试验验证。结果表明：①多数枣撞击拦枣栅和挡枣板后被排出,少数残留于箱体中,少部分被拦枣栅卡住或通过拦枣栅;②箱体的分离室与沉降室易产生涡流现象,增大能量损失,通过拦枣栅的平均流速为17.85 m·s^-1,气流轨迹混乱;③优化后箱体内部气流轨迹沿箱体路径运动并减少涡流现象发生,通过拦枣栅的平均流速减小为6 m·s^-1,可降低红枣因自身动能过大而造成损伤;④优化后箱体的拐角内径为200 mm、箱体入口高度为65 mm时结构最佳;⑤样机试验结果与仿真试验结果较接近。上述结果说明,采用CFD-EDM两相流耦合技术对气吸式红枣捡拾机气力输送装置仿真是可行的,且通过优化箱体结构缩短红枣在气力输送装置中的输送时间、提高样机工作效率,该研究结果可为气力式红枣收获机气力输送装置仿真与优化设计提供参考。     

西北太平洋秋刀鱼分鱼系统的改进

The Northwest Pacific saury (Cololabis saira) separating system mainly consists of the fish and water separator and the fish size grader. Studying on the separating system and raising some improvement measures are beneficial to reducing the labor costs, improving the grading effects and productivity. Aiming at the traditional separating system, the main structure, box structure, seepage plate structure of the fish and water separator and the separating structure, stand bar structure of the fish size grader were redesigned based on the fishing experience. The improvement measures are described as follows: (1)constructing a drainage channel below the main structure of the fish and water separator, and the angle between drainage channel to the horizontal plan is about 15~20 °; (2)constructing a top cover above the fish and water separator box, and adhering a layer of flexible waterproof thermoplastic elastomer (TPE) to the inner cover layer of the box and the top cover; (3)The seepage plate is designed into a removable twotier board structure; (4)The number of the sorting pipes increased to 15, and the length increased to 250cm, the grading storages are added up to five; (5)The original fixed stand bars of the fishing separator are redesigned into removable stand bars; (6)Fish skateboard is designed to slope about 30 °; (7)adding a set of water jet screens over the fish separator. The redesigned fish separating system is suitable for the separating of Northwest Pacific saury and the other smallsize fish species.