农用离心泵内流体流动特性模拟

本文基于CFD仿真技术对不同转速和进口流体流速下的泵内流体流动规律进行研究。模拟所采用的网格大小对结果影响较小，并且模拟结果获得了实际值的验证。研究发现不同的转速和流速下，在叶片旋转带动下叶片附近的流体速度较大，当流到出口附近时速度减小。由于泵内流体的流动靠叶片的带动，转速对泵内的流体流动影响明显大于入口流速的影响。在进行离心泵的选型和操作条件设置时，离心泵的转速要适中，这样不会因为流体碰撞避免引起能量损耗。而且入口的流速也要适中，减少叶片离心泵的能耗同时提高效率。本文的研究结果可为离心泵的设计和使用提供一定的指导，促进农业灌溉节水目标的实施。     

基于CFD-DEM耦合的揉丝机排料装置内物料运动模拟与试验

为解决传统物理方法难以对揉丝机排料装置内物料运动进行可视化研究的问题,基于CFD-DEM气固耦合法,采用RNG K-ε湍流模型及Euler-Lagrange耦合算法对揉丝机不同主轴转速下排料装置内物料运动过程、内流道气流速度分布、气流对物料的耦合力分布进行了数值模拟,并对风扇主轴转速3 000r/min时物料运动过程进行分区域研究。结果表明:在风扇主轴额定转速3 200r/min范围内,主轴转速2 000、2 500和3 000r/min在模拟结束时分别排出物料数量为6 191、6 669和7 161个;不同区域内物料平均速度形成梯度分布,由大到小依次为物料出口区域(10.00m/s)、风扇转动区域(6.00m/s)、物料入口区域(0.87m/s);风扇转动区域气流速度最大(峰值50.00m/s),对物料耦合力作用最强,物料入口区域则耦合力最小;物料在入口区域内数量最多并在模拟结束时发生少量堆积,在出口区域未见回流现象发生。对模拟结果进行了试验验证,结果表明利用CFD-DEM气固耦合法对揉丝机排料装置内物料运动进行可视化研究是可行的。     

不同前导叶时序位置下离心泵内压力脉动特性研究

【目的】寻找前置导叶的最佳时序位置,提高离心泵的综合性能。【方法】以某低比转速单级离心泵为研究对象,采用RNGk-ε湍流模型,对设计工况下前置导叶相对径向导叶在4种不同时序(前置导叶相对周向旋转0°、15°、30°、45°)位置下离心泵内部流动进行了三维黏性非定常数值模拟。【结果】随着前置导叶时序位置的增大,时均扬程和时均效率均呈周期性波动,当时均扬程处于波峰时,时均效率处于波谷,当时均效率处于波峰时,时均扬程处于波谷,最大时均扬程比最小时均扬程高1%,最大时均效率比最小时均效率高1.43%;随着前置导叶时序位置的改变,离心泵的必需汽蚀余量先增大后减小,最大必需汽蚀余量比最小必需汽蚀余量高6%,前置导叶相对周向旋转45°时,必需汽蚀余量最小,空化性能最好;叶轮和径向导叶压力脉动的主频和幅值直接受时序效应的影响。【结论】前置导叶的时序位置对离心泵的外特性、空化特性、振动特性等都有影响,综合比较分析4种时序位置下离心泵的性能差异,以前置导叶相对周向旋转45°时离心泵的水力性能最好。     

离心泵叶轮内旋转流场激光测量的研究

采用双焦激光流速仪对离心泵叶轮内旋转流场和叶轮出口附近的泵涡壳流速场，选择３个不同方位的窗口进行了测量。所测量的３种不同运行工况，其流量分别为设计流量的１．０，０．７０和０．３８。不同窗口测得的两叶片间流道的流速分布表明，即使在设计工况下，整个叶轮各叶片间的流速分布也不是对称的。叶轮出口处的液流角从叶片吸入侧向叶片压力侧增大，叶片吸入侧出现脱流。这在非设计工况尤其明显，并同时产生二次流。在流量为０     

离心泵叶轮内旋转流场激光测量的研究

采用双焦激光流速仪对离心泵叶轮内旋转流场和叶轮出口附近的泵涡壳流速场，选择３个不同方位的窗口进行了测量。所测量的３种不同运行工况，其流量分别为设计流量的１．０，０．７０和０．３８。不同窗口测得的两叶片间流道的流速分布表明，即使在设计工况下，整个叶轮各叶片间的流速分布也不是对称的。叶轮出口处的液流角从叶片吸入侧向叶片压力侧增大，叶片吸入侧出现脱流。这在非设计工况尤其明显，并同时产生二次流。在流量为０．３８设计流量时，二次流较强。液流相对运动的主流从在叶片进口处的吸入侧转移到叶片出口处的压力侧。     

基于调控烟叶叶片结构的工艺优化与应用

针对当前工业企业对烟叶叶片结构需求的变化,设计在打叶风分汇总后增加叶片筛分复打设备,并对设备工艺参数进行优化,从而实现叶片结构降低大片率、提高中片率及优化叶形的目的。以中烟100为材料,采用L_9(3~4)正交试验设计,研究了框栏形状、筛选辊转速和打辊转速3个因素对烟叶叶片结构的影响。结果表明,打叶风分后应用叶片筛分复打工艺能显著改善叶片结构比例,调控烟叶片形结构的最优参数为六边形框栏、80 r/min的筛选辊转速、650 r/min打辊转速。采用最优工艺参数叶片大片所占比例降低了10.70个百分点,中片所占比例提升了8.57个百分点,最佳烟叶片形比例提升了12.64个百分点。同时,烟片片形趋于方圆,提高了片烟原料制丝后的利用率。     

内循环式浆料好氧发酵反应器的流场与传热分析及其参数优化

为研究内循环式浆料好氧发酵反应器内浆料的流动与传热特性,进一步优化反应器的工作参数,基于计算流体力学软件,通过单因素仿真试验,分别研究不同转速 (60、120、180、240 r/min ) 对浆料循环效果的影响以及不同加热温度 (45、50、55、60℃) 在一定转速下对浆料升温的影响;并搭建小型试验台架,利用试验台架对导流筒出口处的流速分布和罐体壁面上的温度分布进行验证。试验结果表明：搅拌器的转速为120 r/min时,非搅拌区域浆料的速度区间为0.01~0.27 m/s,流速矢量波动较小,浆料具有更高的循环速率,搅拌器的单转循环流量为3.77 L/r;在壁面加热温度为55℃、转速为120 r/min工况下加热5 min,可使浆料平均温度从15.00℃上升至36.98℃,升温效果明显;实测结果与模拟结果表现出较好的一致性,流速实测值与模拟值的相对标准偏差为14.29%,温度实测值与模拟值的相对标准偏差为10.78%。     

偏置分流叶片离心泵内流动机理及仿真分析

偏置分流叶片离心泵内流动机理是水力机械研究的热点问题之一.通过对偏置分流叶片离心泵内流场的流动机理进行分析,并采用FLUENT软件,对IS65-40-250型偏置分流叶片离心泵进行流场的数值模拟计算,揭示了流体在离心泵内的速度和压力分布规律.研究表明,采用分流叶片偏置方法,有利于提高离心泵内流场速度和压力分布的均匀性,...     

稻麦兼用排种器检测与吹种装置性能模拟与试验

针对稻麦兼用排种器充种环节无法实现精确囊种的问题，设计了一种基于精确计数的吹种装置。根据平抛运动轨迹和文丘里原理分别设计稻麦检测装置和吹种装置，通过理论分析确定影响稻麦充种性能的关键因素，基于CFD(computational fluid dynamics)气固耦合方法仿真分析喷嘴结构形式、工作转速、气流入口压力对种子运动状态特性的影响，仿真试验验证检测与吹种装置的可行性，并开展台架试验确定粒间延时时间。结果表明，Type 3方形喷嘴管在喷嘴口处的速度分布较广且X方向速度分布更均匀，确定喷嘴管截面长度为18 mm，宽度为7 mm，高度为3 mm。气流入口压力和工作转速对种子运动特性有显著影响，合力和合速度均随气流入口压力和工作转速的增加而增加，确定水稻和小麦排种时较优的气流入口压力为300 Pa、工作转速为20 r·min^-1，在此作业条件下，种子间隔的仿真时间远小于理论时间，验证了检测与吹种装置的可行性。台架试验结果表明，在粒间延时时间为12 ms、入口压力为300 Pa、工作转速为20 r·min^-1时，水稻和小麦排种的合格率分别为90....     

黄土塬区不同生育期小麦光合性能及茎流速率变化规律

通过陕西长武黄土塬区的田间品种试验,就2个小麦品种拔节期和开花期的叶面积指数、光合性能和茎流速率日变化做了研究,并对蒸腾速率(Tr)和茎流速率之间的相关性做了分析。结果表明:2个品种的叶面积指数开花期大于拔节期,陕麦893大于郑农16;叶片光合速率(Pn)拔节期呈现先升高后下降再升高和下降的双峰曲线模式,开花期呈现单峰曲线;Tr日变化在不同时期基本上都呈现先升高后降低的趋势,拔节期的值大于开花期;同时拔节期和开花期的茎流速率日变化也都呈现先升高后下降的趋势;陕麦893的产量为4 093.0kg/hm2,大于郑农16(3 464.5kg/hm2)。对不同时期日茎流速率和叶片Tr变化进行时间同步性相关分析得出,茎秆茎流速率比叶片的Tr滞后。     

离心速度与时间对奶牛隐孢子虫卵囊浮集效果的影响

采用饱和糖溶液漂浮法,选择不同离心速度(1000,1500,2000,2500,3000,3500r/min)与不同离心时间(6,9,12,15,18,21.24,27min)对同一隐孢子虫阳性牛粪卵囊浮集效果作了比较观察,F检验及多重比较.结果表明,在3000r/min转速条件下离心21min时卵囊浮集效果明显高于其它各组,此即为分离牛隐孢子虫卵囊较为理想的离心速度和离心时间.     

多级离心式森林消防泵汽蚀性能的研究

为提高多级离心式森林消防泵的使用性能,延长其工作寿命,针对离心泵内可能产生的汽蚀现象,设计了森 林消防泵的汽蚀实验。实验在自行搭建的开式汽蚀实验测试系统上进行,测试系统主要由交流电力测功机、测控 系统和水泵实验台组成。交流电力测功机提供系统动力,带动森林消防泵工作,并将实验数据传输到测控系统实 时读取。通过采集包括额定工况在内的3 个不同工况点下泵的流量、转速、进口压力值、首级叶轮压力值、大气压 力值、实验水温等各项数据,计算得到各个工况点下泵的汽蚀余量与首级叶轮扬程值。以首级叶轮扬程值下降到 无汽蚀现象扬程值的3%时的汽蚀余量作为临界汽蚀余量的判别标准,绘制3 个工况点下的临界汽蚀余量判别曲 线,进而绘制出森林消防泵的汽蚀特性曲线,并根据吸水管线的水力损失计算泵的许用安装高度。本实验为多级 离心式森林消防泵汽蚀性能的研究和改进提供了依据。      

LB50-160型离心泵叶轮转子有限元模态分析

叶轮是泵的核心部分,泵的性能参数:流量、扬程、效率和特性曲线的形状等均与叶轮的设计有重要关系。本文对离心泵叶轮转子进行了模态分析,计算了其前四阶的固有频率和固有振型,从而得到了转子前四阶的临界转速。这一过程实现了水泵转子的动态设计。同时,对离心泵叶轮转子进行了自由状态下的振动试验,验证了有限元建模方法和计算方法的正确性。     

离心泵流场及动力特性研究*

 采用CFD软件在多参考坐标系下,利用有限体积法对雷诺时均N-S方程进行数值离散,选用标准κ ε湍流模型与SIMPLEC方法求解,对某新型离心泵进行了叶轮蜗壳耦合三维定常湍流数值模拟,捕捉到了离心泵叶轮内的压力分布、速度分布等重要流动信息,计算了不同流量工况下水泵叶轮受力特性以及水泵能量和空化性能,并与试验方法进行对比,两者基本吻合,从而验证了计算结果的可靠性,为离心泵泵壳和叶轮的水力及优化设计等研究具有重要的指导意义。     

4LZS-1.8型联合收割机脱分选系统性能正交

为解决传统横轴流联合收割机在水稻脱分选作业时存在的问题,4LZS-1.8型联合收割机采用差速脱粒滚筒和圆锥形清选风机等新型工作部件,以提升脱分选性能,其结构参数和工作参数有待通过试验来明确.由于田间试验的重复性差,以4LZS-1.8型联合收割机脱分选装置实际结构和尺寸为基础,自行研制了工作性能试验台.利用正交试验方法考察脱粒滚筒转速组合、脱粒滚筒长度比例组合、圆锥形风机叶片锥度等工作参数和结构参数对损失率、破碎率、含杂率、脱粒功耗等性能指标的影响程度.试验结果表明:在喂入量为2 kg/s时,影响4LZS-1.8型联合收割机脱分选工作性能的因素主次顺序为差速滚筒转速组合(B)、圆锥形风机叶片锥度(C)、差速滚筒高低速段长度比(A);最优方案为B=750/950 r/min、C=5°、A=2∶8(28型),对应性能指标为损失率1.28％、破碎率0.32％、含杂率0.48％,对应差速脱粒滚筒总功耗为16.66 kW,其中低速滚筒功耗占总功耗的74.73％,高速滚筒功耗占总功耗的25.27％.     

大豆联合收获机气力卸粮装置的设计与试验

针对现阶段大豆联合收获机传统螺旋运输器卸粮过程中籽粒破碎率较高的问题,设计一种大豆联合收获机气力卸粮装置。以叶轮转速、风机转速、卸粮软管内径为试验因素,破碎率及卸粮效率为试验指标进行三因素三水平响应面试验。结果表明:3个因素对破碎率影响程度的主次顺序为,风机转速、叶轮转速、卸粮软管内径,对卸粮效率影响程度的主次顺序为,叶轮转速、卸粮软管内径、风机转速;通过多目标参数优化分析得到适合气力卸粮的工作参数为,叶轮转速15r/min、风机转速3 166r/min、软管内径100mm,此时破碎率为1.49%,卸粮效率1.3L/s。该装置能有效降低联合收获机卸粮过程对大豆造成的损伤。     

肉牛血红素提取工艺的研究

肉牛血红素的提取的三种方法,即醋酸钠法、鞣酸法、蒸馏法,进行了比较,通过对比得出鞣酸法较好。对鞣酸法的提取条件分别进行了单因素试验和正交试验。结果表明,鞣酸法提取血红素的最佳工艺条件:离心转速为3000r／min,离心时间为15min,加水量为1倍,鞣酸用量为5％。     

热水解剩余污泥离心除沙试验研究

[目的]研究离心机转速的差异对热水解剩余泥沙分离效果的影响。[方法]两种不同含固率(TS)的热水解污泥(TS分别为13.22和29.42)分别在转速12 000、8 000、4 000、3 000、1 500 r/min条件下离心20 min,取上清液、污泥层和沙粒层样品测定含固率TS和挥发性固体VS。[结果]随着转速的提高,热解泥的泥水分离效果和泥沙分离效果逐渐变好。在离心转速达到8 000 r/min时,两种含固率的热解泥无机沙粒层的TS分别达到77.49%和78.22%,而相应的有机质含量(VS)则分别降为4.05%和5.13%。[结论]研究表明经8 000 r/min离心除沙即可取得较好的效果,因此经济合理的离心条件为转速8 000 r/min,持续时间20 min。