基于搅拌流场分析的潜水搅拌器优化设计及工程应用

潜水搅拌器作为主要的污水处理设备,其搅拌和推流的效果对污水的处理质量有着重要影响.对于潜水搅拌器的搅拌流场,应用κ-ε湍流模型来封闭运动方程,采用贴体坐标变换技术,利用Fluent软件对该复杂流场进行求解.结果表明:搅拌器叶轮运行时产生旋向射流,按照类似椭圆形的等速度线向前推进,中心速度较快,向外做扩展运动,利用体积流来输送液体.并通过改变搅拌器叶轮的设计参数,对模拟结果进行对比分析,提出优化设计方案,现场运行效果良好,效益显著.     

搅拌器转轮水力设计方法的探讨

通过对搅拌器搅拌原理的简要分析，提出了一种搅拌器转轮的设计方法，最后对转轮设计中出现的问题进行了探讨，从而得到了一种有效可行的设计方法。     

组合桨搅拌槽内部流场数值模拟

针对组合桨组合形式在不同应用场合的匹配问题,采用计算流体力学(CFD)的分析方法,基于Fluent仿真软件,分析双螺带及六斜叶涡轮桨基于不同组合位置的内部流场情况采用多重参考系(MRF)方法建立基础模型,基于Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型对搅拌槽内部流体产生的流场进行数值计算,得到搅拌桨在240 r/min的搅拌转速下产生的流场数据.分析搅拌器在特定界面处轴向、周向、径向的速度矢量图以及其综合速度云图,并对位置互换的流场进行分析和比较,选出上双螺带桨下涡轮桨为最佳的桨叶组合形式,此种组合桨型对于提升搅拌器在相关领域的应用和发展等有参考价值.     

搅拌罐内纸浆悬浮液内部流动数值模拟

对搅拌罐内纸浆悬浮液的两相流场进行研究,分析搅拌罐内液相流场的流动规律.应用计算流体动力学软件Fluent对搅拌罐内纸浆悬浮液的混合进行数值模拟,采用非结构化四面体网格,利用多重参考系法,选用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,分别模拟了搅拌器5种不同安装高度下的搅拌流场,并分析了搅拌器的速度流线分布、搅拌器叶片表面的压力分布规律、搅拌罐内固体体积分数的分布和搅拌功率.模拟结果表明：搅拌器形成一个较大的搅拌流场,主体循环较好,由固体体积分数分布图和漩涡所在平面固体体积的分布规律明确了倒锥体区域和漩涡区的位置.由搅拌器的功率系数对搅拌器的性能进行判定,根据此判定依据可知,所设计的搅拌器性能优良,研究结果对搅拌器的优化设计具有一定的参考价值.     

基于轴流泵叶轮设计的潜水搅拌器特性分析

为了研究潜水搅拌器叶轮设计方法、探索搅拌流场的内部流动机理,以轴流泵叶片设计方法为基础,对其进行修正得到潜水搅拌器叶轮模型,并采用变环量流型设计叶片,利用水力设计软件设计了潜水搅拌器叶片,对叶轮进行三维建模和网格划分,并对其进行数值模拟求解。将计算结果与轴流泵ZM30模型和贝特叶轮进行对比分析,并对设计的搅拌器叶轮进行模型试验,验证了其良好的搅拌性能。     

搅拌罐内纸浆悬浮液内部流动数值模拟

对搅拌罐内纸浆悬浮液的两相流场进行研究,分析搅拌罐内液相流场的流动规律.应用计算流体动力学软件Fluent对搅拌罐内纸浆悬浮液的混合进行数值模拟,采用非结构化四面体网格,利用多重参考系法,选用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,分别模拟了搅拌器5种不同安装高度下的搅拌流场,并分析了搅拌器的速度流线分布、搅拌器叶片表面的压力分布规律、搅拌罐内固体体积分数的分布和搅拌功率.模拟结果表明：搅拌器形成一个较大的搅拌流场,主体循环较好,由固体体积分数分布图和漩涡所在平面固体体积的分布规律明确了倒锥体区域和漩涡区的位置.由搅拌器的功率系数对搅拌器的性能进行判定,根据此判定依据可知,所设计的搅拌器性能优良,研究结果对搅拌器的优化设计具有一定的参考价值.     

结构参数对硫酸铜结晶搅拌器的影响

硫酸铜搅拌结晶过程中,搅拌器是主要部件,其结构参数不同,搅拌作用不同,搅拌槽内流体流动速度也就不同。通过研究搅拌硫酸铜晶体过程中搅拌效果差、冷却速度慢、下叶片应力过大的问题。设计搅拌器的结构参数,基于均匀设计原理确定结构参数组合仿真实验方案,分析不同结构参数组合对槽内液体速度分布和固体颗粒浓度分布的影响规律,探究结构参数对搅拌混合过程的影响。     

搅拌器搅拌流场的三维数值模拟

将CFD技术应用于搅拌器搅拌流场的分析，基于Navier-Stokes方程和标准k-t紊流模型，求解搅拌器的湍流场，数值模拟的结果对搅拌器水力优化设计具有指导意义。     

直通热风顺流式双轴搅拌干燥机的研究

为了解决高湿物料如鸡粪、药渣、糟类的干燥,设计了双轴搅拌干燥机,包括直热式热风炉、搅拌干燥机、搅龙喂料器、气流干燥器、旋风分离器、螺旋卸料器和引风机等.采用双轴搅拌器,使物料很好破碎.热风在干燥器内热效率高、能耗低,并能在不破坏成品品质的前提下,达到对物料除臭和杀虫灭菌的目的,较好地解决了粘稠高湿物料的输送中粘壁不宜连续生产的问题.     

全混式厌氧反应器搅拌方式分析与优化

采用流体动力学模型对全混式厌氧反应器内的流场进行三维稳态数值模拟.研究搅拌器不同安装方式对上层和下层扰动的影响,以达到消除上层结壳和扰动下部污泥层的目的.结果显示,单纯提高搅拌器的安装高度难以改善运行情况.双层搅拌方式下,4.3m层流速较原始安装位置可提高90.90％,0.2m层流速可提高20.94％.工程实践表明,改造后的搅拌方式可以有效减少浮渣,同时扰动污泥,提高运行效率.     

基于LabVIEW的搅拌机控制系统设计

当搅拌机内的物料粘度发生较大变化时,需要对搅拌机的速度进行相应的控制.为了实现控制过程的自动化,设计了一种基于LabVIEW的、直流电机驱动的搅拌机控制系统.通过检测搅拌机主轴的负载转矩,结合相关的硬件,利用LabVIEW完成数据采集、分析和处理,进而完成对搅拌机转速的实时控制.通过建立直流电动机的动态数学模型,对控制过程进行了模拟仿真.     

翻转式双轴浆叶式饲料混合机

饲料混合机作为饲料加工过程中的主要设备,其性能的好坏将直接影响饲料产品的质量和生产效率.传统的饲料混合机不仅效率不高,而且配料精度低,能耗比较大,已经不能满足饲料业的发展要求.翻转式双轴浆叶式混合机具有混合周期短、混合效果好、能耗低、出料干净和对不同物料混合的适应性强等优点,它把入料口和出料口合二为一,卸料速度快,残留量小,可使物料进行多方位的复合运动和在失重区域内的自由运动,避免了比重和颗粒度差异较大的物料组分在混合中产生偏析与再度分级现象,确保了混合均匀度.     

桨式搅拌器结构参数优化试验

桨式搅拌器因其结构简单、性能稳定,一直被广泛应用于厌氧发酵领域,对于搅拌桨的结构参数却少有研究。为此,以搅拌轴旋转速度、桨叶直径、桨叶倾角作为影响因素,以搅拌所需净功率与搅拌强度(以完全搅拌所需时间长短,反映搅拌强度大小)为考察指标,采用3因素3水平正交试验确定桨式搅拌器结构优化参数。结果表明:当最优组合在搅拌轴旋转速度为150r/min、桨叶直径为135mm、桨叶倾角为60°时,得到的搅拌所需功率2.6W、搅拌时间为5s。     

连续式混凝土搅拌机关键参数及叶片结构分析

强制式搅拌机是随着混凝土及其施工工艺的发展而逐渐发展起来的机型。借助旋转的叶片对物料进行剪切、挤压、翻滚和抛出等强制搅拌作用,使物料在剧烈的相对运动中得到均匀搅拌。这种机型的搅拌机,搅拌作用强烈,搅拌质量好,生产率高,但磨损和功耗大。从搅拌叶片的布局和搅拌机主要参数的设计考虑,通过对搅拌过程的分析,详细阐述了各参数的设计,并给出结论和建议。     

立式饲料混合机改进设计

分析了影响混合机混合质量的因素,以市场上现有的单搅龙立式混合机的优缺点为基础,以提高立式混合机的混合均匀度、缩短混合时间为前提,设计了新型双搅龙立式混合机。改进后的机具具有以对流混合为主,以剪切、抛撒和扩散为辅的混合形式,与混合均匀度较高的卧式混合机具有相似的混合机理,大大提高了其混合均匀度;相比之下,既满足了提高混合均匀度、减少残留量、降低混合时间的要求,又在成本上较卧式混合机具有很大的优势。     

空气源热泵在寒冷地区水稻芽种生产系统中的应用

热泵作为一种节能环保技术受到了世界各国的普遍重视,而空气源热泵可从大气中吸取丰富的低位能量,使用安装方便,运转费用较低,因此得以广泛推广应用。但是,普通空气源热泵的应用范围受到气候条件的约束,随着大气温度的降低,普通空气源热泵的制热量逐渐减少,不能满足用户对制热量的需求。当室外气温很低时,随着压缩机压缩比的不断增加,其COP急剧下降,排气温度迅速升高,从而导致压缩机不能正常运行甚至损坏。由于喷气增焓技术和高效过冷却等技术的应用,使得低温型空气源热泵得以在-15～-25℃的环境温度下应用,也使得空气源热泵在寒冷地区水稻芽种生产系统中的应用成为现实。     

基于模型与CFD辅助的射流式混药器设计

射流式混药器结构简单,是实现药水分离的最简单有效的关键部件之一。针对混药器内部流体流动过程的复杂性,目前没有通用的理论模型来指导设计计算,没有直观的试验方法观察内部流动的问题。从非弹性介质的动量定理出发,推导出射流式混药器的特性方程,建立面积比、喷嘴与混合室距离的理论计算模型。采用多相流Mixture模型中的Zwart-Gerber-Belamri空化模型法,模拟分析混药器内部的相变过程。研究结果显示理论模型法、仿真法与试验方法的拟合优度大于0.98,证明研究方法的有效性。射流式混药器在低压力比下会发生空化现象,空化产生的气体使引射流量保持稳定,该特性能够满足稳定的混药比要求。设计面积比为1.31的混药器,混药比为0.049 8,混药比变异系数为1.23%。引射流体与工作流体在距离喷嘴出口40 mm处,其速度场已趋于一致,即混药器的混药均匀性可以满足实际需求。该研究为射流式混药器研究与应用提供技术支撑。     

9JLT-10型卧式搅拌机结构解析

通过研究全混合日粮及其搅拌机技术,揭示了9JLT-10型卧式全混日粮搅拌机的结构及工作原理,并对其主要性能和优点进行了阐述,提高了对全混日粮搅拌机功能及原理的理解,为其在奶牛饲养等行业中的推广应用提供条件。     

葡萄种植中土石分离混料机的设计——基于TRIZ理论

针对宁夏贺兰山东麓葡萄种植基地,葡萄种植定值沟的挖掘作业步骤繁琐、耗费时间长,劳动强度大、工作效率低等现状,基于TRIZ理论并运用技术矛盾冲突设计了土石分离混料机。该机是集土石分离、土壤与农家肥混合并回填定植沟等作业同步进行的机械设备,彻底改变了人工捡石、施肥、旋耕、机械挖掘等传统的作业模式,大大节省了人力、物力,并提高了葡萄种植定植沟挖掘作业的工作效率。     

叶板式饲料混合机混合机理分析与参数优化

针对我国饲料混合机的发展需要及其混合机理的研究现状,对叶板式饲料混合机进行了机理分析与参数优化。通过理论分析和高速摄像研究,按物料运动特征将混合室内物料分布区域划分为蠕动区、滑动区、抛落区,其中蠕动区以剪切混合为主,滑动区以较强的剪切混合为主,抛落区以较强的剪切混合与扩散混合为主、伴随较弱的对流混合,且各个区域的位置、大小、形状受结构和运行参数的影响很大。在物料充满系数为65%的条件下(通过预试验确定),以影响混合过程的主要因素——叶板宽度、转子转速、混合时间作为试验因素,以变异系数作为评价指标,采用三因素五水平正交旋转组合试验方法进行试验。结果表明:各因素对变异系数的影响由大到小依次为转子转速、混合时间、叶板宽度;当试验参数组合为叶板宽度138 mm、混合时间4.7 min、转子转速32.5 r/min时,变异系数为3.11%。