叶菜定植盘清洗装置扇形喷嘴清洗参数的优化与试验

针对叶菜定植盘残留基质、叶菜碎屑的问题,设计了一款工厂化叶菜定植盘清洗装置。该装置主要由机架、清洗组件、刮渣组件、防水组件等构成。工作时,定植盘由输送线送入清洗装置中,刮渣组件去除定植盘上较大块残留物,清洗组件去除基质、叶菜碎屑等。选用6530型不锈钢扇形喷嘴,以靶距和冲击角为试验因素,清洗面积占比为评价指标,进行单因子试验和二元二次回归正交组合试验。优化后的清洗参数为：扇形喷嘴出口孔径3.5 mm、水射流锥角65°、水射流靶距45 mm、水射流冲击角5°,清洗面积占比最大可达97.45%。经清洗试验验证,清洗面积占比均值为94.70%,可满足工厂化叶菜定植盘的清洗要求。     

基于Fluent枣裂果防治液体膜雾化喷嘴的流场分析

为了减少成熟期枣裂果的产生,解决枣裂果喷膜防治中液体膜的喷施问题。本研究从增大气液接触面积和提高雾滴速度2个方面,改进设计了1种适用于液体膜喷施的两通道离心式气液两相雾化喷嘴,并应用Fluent软件对喷嘴在不同气体进口速度、喷嘴孔径、喷嘴终端形状条件下的喷雾效果进行了模拟仿真。结果显示,该喷嘴所采用的切向离心通道结构可以有效提高气体速度,增大气液接触面积,促使雾滴2次雾化,在细化雾滴的同时,能提高雾滴速度,利于对靶喷施。该种喷嘴雾化效果良好,适用于液体膜的喷施,对枣裂果的防治有一定参考价值。     

基于流场数值模拟的射流清管器喷嘴优化设计

天然气管道中的黑粉严重影响管输效率与安全,现有的带皮碗、磁铁及钢刷的清管器对黑粉的清除效率较低,且易出现卡球现象。射流作用产生的冲击流场对管内积液、杂质的清除效果较好,基于射流原理提出了利用射流清管器清理天然气管道黑粉的方法。为了达到最佳的射流清除效果,需要优化清管器喷射组件中文氏管喷嘴的关键结构参数。文氏管喷嘴结构包括收缩段、水平段及扩散段,其中扩散段的参数对射流效果起关键作用。基于计算流体力学的原理,以Fluent软件为模拟工具,选定实际气体状态模型定义管道内天然气参数,考虑文氏管喷嘴扩散段中扩散长度与扩散角的影响,对清管器的射流过程进行仿真分析。通过比较不同扩散段参数模型在射流流场中流速和湍流动能的云图以及变化曲线,得到具有最佳射流效果的天然气管道射流清管器喷嘴结构。     

基于Fluent辣椒分选机喷嘴结构的数值模拟

为探讨不同喷嘴结构对喷嘴流场分布的影响,从而提高喷嘴速度及速度分布均匀性,基于Fluent软件,采用RNG k-ε模型、SIMPLE算法、壁面函数法对4种喷嘴的内外流场进行数值模拟分析并进行比较。结果表明:当进口压强为0.25 MPa时,120°圆弧过渡型喷嘴出口截面的平均速度最高达617.9 m/s,高于90°喷嘴69.2 m/s;速度不均匀系数最小为2.2%,低于120°喷嘴2.4%。由此可见,120°圆弧过渡型喷嘴为较优喷嘴,研究为辣椒分选机喷嘴结构设计提供了参考依据。     

基于Curve软件的喷嘴参数研究

针对LICHENG VP11003扇形喷嘴的喷雾参数进行分析,寻找既符合现代社会节能要求又可满足农作物生长要求具有最佳喷雾效果的喷嘴设计方案.该试验在哈尔滨博纳科技有限公司生产的喷雾性能试验台上进行,测出LICHENG VP11003扇形喷嘴在不同压力下各参数值.实际测试结果为:VP11003扇形喷嘴在压力0.2、0.3和0.4 MPa下的流量分别为0.76、0.85和0.96 L/min;雾锥角分别为98.8°、105.0°和112.5°.利用Curve软件对其参数进行模拟分析得出喷嘴在压力0.1、0.5 MPa下的流量和雾锥角分别为0.66、1.06L/min和90.4°和116.2°.试验证明根据选择的拟合方程式可以计算出其更多压力下的参数值.     

多孔淹没紊动射流三维流场模拟及消能分析

采用RNGk-ε紊流模型,结合万家寨引黄入晋工程第1区段压力管道出口多喷孔淹没射流消能,进行了三维数值模拟研究,对不同喷孔个数时流场的时均特性和紊动特性进行了比较,分析讨论了多孔淹没射流进入消力池后的水流运动规律与消能机理。结果表明,射流动量的分散程度是决定消能效果的关键,在保持孔口总面积不变的条件下,随着喷孔数的增加,消能效果显著提高,但当喷孔数增加到60个时,其变化显著减缓。多喷孔射流进入消能水体后,射流水股与周围水体接触面积极大增加,在距离喷孔出口0.41 m左右时射流能量迅速衰减,加之各水股间的相互卷吸、掺混,形成了多个强剪切消能区,消能率较高。同时,由于各漩滚的相互作用,可有效地减小其对消力池固壁的冲刷。     

焊枪喷嘴结构对保护气体流场的影响

【目的】传统焊枪喷嘴结构设计中存在开发周期长、成本高、保护气体流场保护效果不明确的问题,优化焊枪喷嘴结构、控制保护气体流场等显得尤为必要。【方法】采用计算流体动力学软件Fluent,针对保护气体流量、焊枪喷嘴结构、喷嘴与坡口的间距等关键参数进行数值模拟,并通过气体染色试验与焊接试验,对模拟结果进行验证。【结果】在管道窄间隙坡口熔化极气体保护电弧焊（Gas Metal Arc Welding, GMAW）工艺中,选用20 L/min的保护气体流量可以获得良好的保护效果;锥形与扁锥喷嘴效果较为理想,其中扁锥喷嘴结构使得保护气体的流场呈现较小的圆锥度且流动更为挺直,在相对较低的保护气体流量下即可有效抵抗侧风干扰,保持稳定的焊接环境;当焊枪喷嘴与坡口的间距控制在15 mm以内时,保护气体的流场具有良好的保护效果。采用气体染色试验及焊接试验对锥形与扁锥喷嘴的模拟结果进行验证,流场及焊接质量与模拟结果相符,表明采用数值模拟方法对保护气体流场的优化设计是切实可行的。【结论】计算流体动力学模拟技术能有效优化焊枪喷嘴的结构设计、缩短研发周期、增强焊接质量的稳定性,并显著提高窄间隙坡口GMAW工艺中保护气...     

基于FLUENT的外啮合齿轮泵内部流场数值分析

采用FLUENT动网格计算模型,通过变化径向间隙和改变齿轮齿形,对外啮合齿轮泵进行内部流场分析。结果表明,在2个齿轮啮合处,流体的压力周期性变化,并在相邻的啮合齿对间有显著的困油现象;在齿轮泵工作达到稳定状态后,径向间隙越大,出口处的平均速度就越大。此外,双圆弧齿形的齿轮泵比渐开线齿轮泵的出口平均速度更大。     

面向网衣清洗的内壁-中心体空化喷嘴数值模拟

为提高空化水射流清洗网衣表面的能力,设计了一种内壁-中心体空化喷嘴。采用空化喷嘴空化流CFD数值方法,对比分析仿真与理论解,验证了基于两方程湍流模型的二维轴对称空化流数值模型的可靠性。开展了淹没水射流环境下的内壁-中心体空化喷嘴空化流数值计算,获取了内壁空化器与中心体对喷嘴空化效果的影响,并计算讨论了水深对空化效果的影响。结果表明：水射流通过喷嘴喉部时,分别在内壁空化器及中心体表面产生空泡;中心体空化效果较内壁空化器更好,但对射流阻塞作用更强;内壁空化器会提高喷嘴喉部压强,进一步提高中心体空化效果;内壁空化器与中心体均可降低喷嘴空化效果对水深的敏感度;本研究可为养殖网箱网衣清洗喷嘴设计提供空化流动力学机理研究基础,并提供了低成本、高效率的设计方法。     

基于Fluent的射流式增氧装置的数值模拟与试验研究

利用κ-ε双方程湍流模型对自行设计的射流式增氧机内部流场进行了模拟,得到了流场内部各个参数的分布图,揭示了混合管内部的流动状态,为射流式增氧机的参数优化和性能预测提供了可靠的手段。通过对射流器仿真数据的分析,得出混合管与喷嘴截面积比的最佳值为2.33,并通过增氧试验验证,证明仿真结果与试验结果相吻合。     

萝卜精量播种机吸嘴流场数值模拟

设计了一款自走式萝卜精量联合播种机,对吸嘴部分产生的速度流场分布情况进行研究,探讨其对吸种效果的影响。为考察不同真空压力条件下的吸种效果,以CFD软件为计算平台,采用结构化网格,以标准的k-ε湍流模型对吸嘴内部速度流场的分布进行了研究。结果表明,当真空压力分别为60、65、70、80 k Pa时,得到这些真空度所对应的播种器吸嘴附距离分别为3.28、3.33、3.35、3.45 mm;最终确定吸嘴的吸附距离随着真空度的加大而增大。     

转子式机油泵内流场CFD分析及实验研究

采用CAE软件对转子式机油泵内流场进行了几何建模.对模型应用非结构化网格生成技术划分网格并进行了有限元前处理.在采用k-ω湍流模型的基础上,考虑了卸荷槽的影响,应用计算流体力学软件模拟稳定工况下机油泵出口部分的三维湍流流动.得到了详尽的分析结果,包括压力等高线云图、速度矢量等高线云图等.分析并证明了卸荷槽具有缓解压力负荷的作用.完成了对机油泵的台架实验,将数值模拟得到的机油泵性能特性曲线与实验特性曲线进行比较,发现仿真结果与实验结果基本吻合.证明仿真模拟结果能够反映机油泵的流动性能和特殊流动现象;利用数值仿真可以得到具有参考意义的机油泵流量特性曲线,为机油泵开发提供了新的研究方法和技术支持.     

离心式气液分离器流场的全三维数值模拟

针对适用于高密度、高粘度钻井液气液分离系统二级分离的离心式气液分离器,运用 CFD 商业软件对其进行了全三维数值模拟,通过选取适当的数学物理模型得出了分离器内部气液两相流的运动情况和分布状况,探讨了分离器内的局部流场情况,指出了原模型的一些不足,提出了改进后的分离器模型。     

离心式气液分离器流场的全三维数值模拟

针对适用于高密度、高粘度钻井液气液分离系统二级分离的离心式气液分离器,运用CFD商业软件对其进行了全三维数值模拟,通过选取适当的数学物理模型得出了分离器内部气液两相流的运动情况和分布状况,探讨了分离器内的局部流场情况,指出了原模型的一些不足,提出了改进后的分离器模型。     

基于Fluent的射流式增氧装置的数值模拟与试验研究

利用κ—ε双方程湍流模型对自行设计的射流式增氧机内部流场进行了模拟,得到了流场内部各个参数的分布图,揭示了混合管内部的流动状态,为射流式增氧机的参数优化和性能预测提供了可靠的手段。通过对射流器仿真数据的分析,得出混合管与喷嘴截面积比的最佳值为2．33,并通过增氧试验验证,证明仿真结果与试验结果相吻合。     

计算流体力学湍流模型在喷管流场数值模拟中的比较

为了对Laval喷管流场进行模拟时得到准确和高效的结果,文章采用数值模拟的方法,针对可压缩粘性流动的S-A,k-ε,k-ω等湍流模型在收敛速度、质量流量误差、马赫数的误差等多方面进行了比较。最终得出采用k-ω湍流模型对Laval喷管进行数值模拟是有效的结论。     

基于Fluent的船舶辅锅炉喷油器喷雾数值仿真

为提高船舶辅锅炉热效率,减少燃油消耗率,保护燃烧室组件,预防机械故障,利用CFD商业软件Fluent6.2作为仿真求解器,用欧拉-拉格朗日模型对船舶辅锅炉喷油器的喷射雾化进行数值模拟,得到了油滴轨迹及雾滴空间散布情况等雾化特性数据,为船舶燃油锅炉雾化器设计、故障诊断与选用提供参考.     

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。     

混流式水轮机蜗壳·导叶及转轮内部水流的二维与三维数值模拟比较分析

基于N-S方程和标准k-ε紊流模型,采用CFD计算流体力学软件对HLA616-WJ-55混流式水轮机原型机的蜗壳、导叶及转轮内部水流进行二维定常数值模拟,并与同型式水轮机的蜗壳、导叶及转轮内部流动三维数值模拟结果进行比较分析。结果表明,二维与三维蜗壳内部流动的规律基本一致,压力分布和速度分布比较均匀,流动状况较为理想。二维CFD分析能较全面地预测水轮机蜗壳、导叶及转轮内部流场的结构,数值模拟结果对水轮机选型和优化设计均具有重要的指导意义。     

导流板改善弯管流场的数值模拟与优化

为改善弯管内因流体不规则流动造成的管道振动,提高管道工作的可靠性,通过在弯管内部按照等比例方案加装不同结构形式的导流器,使用RNGk-ε模型计算模拟了弯管内流体的流动特性.结果表明:在弯管内部特定位置加装导流器能显著地改善弯管内流体的流动.