气流脉动流化干燥试验研究

对几种物料进行了气流脉动流化干燥试验，通过试验结果分析了不同风温，风速，不同的气体分布板开孔率，不同的脉动频率对脉动流化干燥过程的影响，找出了试验所用物料的脉动脉动流化干燥的较佳频率，进行了普通流化床干燥，脉动流化床干燥的对比试验。     

脉动燃烧尾气干燥过程质量传递特性

在Helmholtz型脉动燃烧器尾管中进行了耐火土颗粒的干燥实验,通过干燥法中的简化法确定了不同频率下物料内部的水分扩散系数。应用费克第二定律,结合适当的初始条件和边界条件,并根据实验确定不同频率下脉动气流与耐火土颗粒间的对流传质系数,探讨脉动频率对脉动燃烧干燥过程中气流与物料间的对流传质系数的影响,建立了修伍德数与脉动频率间的关联式。结果表明,在干燥过程中气流的脉动可强化物料内部水分扩散,脉动气流传质的修伍德数远高于相同雷诺数下稳定紊流中的数值。     

颗粒粒径对导叶式离心泵动静叶栅内流动的影响

为了研究不同粒径的颗粒对动静叶栅内固液两相涡流结构演化过程的影响,以导叶式离心泵作为研究对象,采用ICEM软件对研究对象进行六面体网格划分,选用Mixture混合模型和LES大涡模拟对导叶式离心泵进行全流场三维模拟计算.对比分析0.1,0.2和0.3 mm这3种粒径下的颗粒对动静叶栅内涡量演化和叶轮-导叶内压力脉动,结果表明:随着颗粒粒径不断增大,叶轮区域颗粒体积分数总体不断减小,而且颗粒分布更加不均匀,在导叶区域,随着颗粒粒径增大,导叶背面出现明显的颗粒聚积区.由于颗粒在叶轮、导叶内的受力不同,导致随着颗粒粒径的增大,导叶部分的压力不断减小,但叶轮区域压力变化并不明显.受到叶轮与导叶动静干涉的作用,颗粒在叶轮、导叶内受到的作用也不相同,尤其在叶轮与导叶交接处,脉动十分不稳定.     

风送喷雾辅助气流对雾滴粒径影响规律研究

风送喷雾技术被广泛运用在果园喷雾机研究中,辅助气流能够对雾滴进行二次雾化以进一步降低雾滴粒径。为进一步研究扇形喷头与辅助气流的角度和距离对雾滴粒径的影响,设计了一种喷头角度和喷头距离可调的喷雾装置,研究了喷头角度、喷头距离和喷雾压力对雾滴粒径的影响规律。结果表明：在辅助气流作用下,喷雾压力增大,雾滴粒径呈现降低趋势,但雾滴粒径均匀度先减小后增大;当喷雾压力0.3MPa、喷头角度10°～20°、喷头距离约为95mm时,雾滴粒径明显降低但雾滴粒径均匀度变大,雾滴粒径相对无辅助气流作用降低了10.35%。     

脉动流化技术在联合收割机清选装置上的应用

应用脉动流化技术于气流筛子式水稻清选装置,有利于增强稻谷与断穗等杂物混合物的分离效果,提高谷物的清洁度。本文在探讨水稻清选机理的基础上,分析了脉动频率(f)、脉宽比(I)对混合物分离效果的影响,提出了水稻联合收割机分选装置中脉动流化技术的研究方向。     

气送式水稻施肥机输肥装置气固两相流仿真分析

通过计算流体动力学和离散元法耦合的方法对气送式水稻施肥机的气体肥料混合腔进行气固耦合数值研究。在数值模型中,使用EDEM软件模拟肥料颗粒,ANSYS Fluent软件描述气体相。通过研究混合腔喉部面积、喉部长度、气体入口压力和肥料排出速率的影响,分析气体和肥料的运动规律。模拟结果表明,2型喉管的气体肥料混合腔断面性能良好,喉部压力损失较小,气流速度最快。喉部面积和气流入口压力主要影响气流出口速度和混合腔轴向方向的肥料颗粒速度,肥料颗粒的移动受混合腔喉部长度和肥料进料速率的影响较小。喉部截面积的增加导致气流速度和压力损失在一定范围内下降。随着气流入口压力的增加,肥料所受合力和肥料颗粒速度均增加,适宜的气流入口压力为450~550Pa。结果表明,CFD-EDM耦合方法作为理解气流场中肥料颗粒运动规律的分析工具是可靠的,基于CFD-EDM耦合方法的肥料颗粒运动的数值模拟可为水稻侧深施肥装置的开发提供理论依据。该研究得到的优化后气体肥料混合腔结构参数及气动参数,对现有气送式水稻施肥机输肥装置的优化改进具有指导意义。     

柱形生物质和石英砂传热实验与模拟研究

从实验和模拟两方面,利用虚拟球元法改进传统的计算流体力学耦合离散单元法(DEM-CFD),对流化床内的柱形生物质和石英砂的流动传热过程进行了研究。建立了混合流动与传热的实验系统,并进行了模拟和分析,结果表明:双组分颗粒混合指数(MI)经过迅速增加、缓慢增加以及稳定期3个阶段。随着表观气速的增加,颗粒混合指数升高,一定范围内的高气速有利于柱形生物质和石英砂的混合。加热后的柱形生物质和石英砂的初始温度为120℃,流化空气为常温25℃。流化过程中,柱形生物质颗粒温度普遍大于石英砂的温度。当表观气速比较小时,双组分颗粒的混合受到限制,流化床内不同高度的颗粒平均温度差较大;表观气速较大时,流化床颗粒平均温度差不明显。虚拟球元解决了传统DEM-CFD计算模型不适用于大尺寸柱形颗粒系统的问题。对比红外热图像和模拟结果,实验值和模拟结果比较接近,改进的DEM-CFD方法可以较好地模拟柱形生物质和石英砂的流动传热。     

脉动燃烧干燥换热特性分析与实

利用Helmholtz型脉动燃烧器,进行了脉动气流与黄铜球间的对流换热实验,应用集总热容法确定了不同频率脉动气流与黄铜间的对流换热系数,探究了脉动频率对脉动燃烧干燥过程中气流与物料间对流换热系数的影响,建立了努塞尔数与脉动频率间的关联式,并对耐火土颗粒在脉动燃烧气流中的干燥过程进行了预测,实验结果与预测值吻合较好.     

振动输送在脉动流化干燥中的应用

针对现有脉动流化干燥机存在的气流分布不均而产生气流“死区”导致物料堆积等问题,采用了内置式气流分配器,从结构形式及安装位置两方面对气流分配器进行了重大改进,将振动输送技术应用于脉动流化干燥中,形成一种新型、脉动输送与振动输送合二为一的组合式输送技术方案。初步试验结果表明,这种改进设计方案是可行的。     

离心泵叶轮固液两相流动及泵外特性数值分

基于N-S方程和标准k-ε湍流模型,采用SIMPLEC法,对离心叶轮三维固液两相流场进行了耦合计算,得到了固相(颗粒)不同粒径、不同体积浓度不同密度以及不同流量时的固相(颗粒)浓度分布,并研究了外特性的变化规律.模拟结果表明,颗粒本身的性质密度、粒径对颗粒的分布及运动规律影响较大,密度、粒径越大的颗粒在惯性力作用下易偏向工作面;颗粒体积浓度对颗粒的分布略有影响;泵在非设计工况下运行时,相对进口液流角的变化影响了颗粒在叶轮内的分布情况;颗粒密度、粒径、固相体积浓度的增大会引起扬程的减小.