基于流变和电特性的豆浆凝固过程动力学解析

凝固工序是豆腐生产的关键工序,直接影响豆腐的品质和得率。凝固温度和凝固时间是影响凝固工序的2个关键因素。为了分析凝固温度和时间对豆浆凝固过程的影响,研究了豆浆在凝固过程中流变特性的在线检测方法,采用电阻抗图谱法和动态流变法检测豆浆在凝固过程中电特性和流变特性的变化,建立了不同凝固温度下电特性和流变特性的关系模型。结果表明,电阻抗图谱法和动态流变法均能分析豆浆的凝固过程,其过程由两段一级反应组成且符合连续一级反应模型;第1段反应速率随着温度的增加而增大,是第2段反应速率的10多倍;根据电阻率、弹性模量和黏性模量计算得到活化能分别为17.82、112.90、53.72 k J/mol,表明豆浆在凝固过程中流变特性的变化受温度的影响更大。电特性测量提供了豆浆在凝固过程中流变特性的在线检测方法。     

回收发动机余热的球内对称凝固过程参数分析

利用适当的相变材料,贮存汽车发动机冷却系统的低品位热能,能改善汽车低温环境下的冷启动。以球作为贮能单元,建立了球体内对称凝固过程的数学模型,并用Lighthill奇异摄动法给出了球体内对称凝固问题的近似分析解。以Ba(OH)2·8H2O为相变材料,得到了相变介质的温度分布规律,相变界面、冷却介质温度随凝固时间的变化规律,还讨论了球囊半径、外部冷却介质的对流换热系数对凝固过程的影响。从理论上证明了相变贮能装置用于回收发动机余热,改善车辆冷启动是可行的。     

豆浆通电加热过程有限元解析与验证

在通电加热加工充填豆腐的过程中,豆浆内部的温度分布对豆腐质构均匀性有很大的影响.研究豆浆通电加热过程中内部温度的分布及变化,有利于豆腐加热凝固系统的研发.对通电加热槽内豆浆的连续通电加热过程进行有限元二维模拟,并进行了实验验证.结果表明,通电加热过程中豆浆的电导率与温度之间呈线性关系;升温速率随着温度的增加而增加;豆浆内部温度分布比较均匀,靠近加热槽壁的豆浆温度较低,且随着加热时间从50 s增加到300 s,豆浆的最大温差从3℃增大到20.2℃.模拟结果和实验结果之间的均方根误差为1.86％,利用有限元模拟很好地预测了通电加热过程中豆浆内部的温度分布和变化.     

铸铁模温度分布仿真及热应力分析

为方便了解和比较金属凝固传热后的一些温度数据和各项特性指标,建立铸件凝固传热的数学模型,本文绘制了铸铁在金属型铸模浇注后的参数和温度分布。     

32Cr3Mo1V铝板铸轧辊套开裂分析

铝板铸轧系统使用的32Cr3 Mo1V辊套在使用过程中发生了开裂.利用宏观观察、光学显微镜、硬度测试、扫描电镜及能谱仪等方法对开裂位置的断口形貌、金相组织、微区形貌及化学成分进行了分析.结果 表明,辊套在机加工后表面存在微缺陷,铸轧过程中熔融的铝液渗入微缺陷并凝固形成坚硬的氧化铝夹杂.在反复作用的交变热应力和机械应力的...     

CAE技术对铸造工艺的提升

针对铸件材质,铸造CAE技术采用数值模拟的方法,计算并对比分析了不同冒口数量下阀体铸件的凝固过程,对充型过程中的缺陷如浇不足、冷隔、卷气、夹渣等进行有效的定性预报。根据FEEDING缺陷及NIYAMA判据比较了不同工艺方案铸件的质量,选出最优方案,为该件阀体的顺利生产提供了保证。     

用于车辆冷启动的球内凝固参数分析

以球作为贮能单元,建立了球体内凝固过程的数学模型,并用Lighthill奇异摄动法给出了球体内对称凝固问题的近似分析解,以Ba(OH)2·8H2O为相变材料,得到了相变介质温度、冷却介质温度、球囊半径等随时间的变化规律,同时还讨论了对流换热系数对凝固时间的影响,从理论上证明了相变贮能装置用于车辆冷启动是可行的。     

基于JSCAST的拖拉机前桥铸造工艺优化

运用JSCAST软件模拟了拖拉机前桥的充型和凝固过程,模拟结果显示铸件可能产生缩松、缩孔等缺陷。通过对缺陷产生原因的分析,重新优化设计了浇注系统及冒口并进行了再次模拟。再次模拟结果表明,经过对铸造工艺的改进,铸件的缩孔、缩松的缺陷得以消除。进一步的实际生产验证了优化设计的可行性和数值模拟的可靠性,对铸造生产具有一定参考价值。     

金属材料微观组织结构演化的相场法研究

金属材料是目前应用最广泛的材料之一,对微观组织结构演化进行分析,是金属材料性能研究的重要内容。本文首先介绍一种金属材料微观组织结构演化分析方法,即相场法,包括应用要点和应用流程等。探讨分析了相场法在金属材料微观组织结构演化中的具体应用,包括微观结构特征分析,凝固过程分析,再结晶过程分析,晶粒长大过程和固态相变过程分析等,供有关人员参考。     

土法自制膨胀水泥

一般水泥在凝固过程中体积总有较大的收缩,在空气中凝固时收缩值更大。所以在混凝土构件补强、锚接工程或处理混凝土孔洞裂缝工程中,尤其在防水工程中,要用各种膨胀水泥来完成这些使命。膨胀水泥种类很多,一般常见的品种有硅酸盐膨胀水泥石膏矾土膨胀水泥、自应力膨胀水泥。这些水泥共同的特点是在凝硬过程中体积会略有膨胀,并具快有硬、早强、抗渗性较好等优点。现将土法自制膨胀水泥的方法介绍如下: 在硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥中加入等于水泥重量二分之一的石膏粉面,搅拌均匀,便成了具有上述快硬、早强、抗渗性     

厌氧发酵反应器内温度场的数值模拟

厌氧发酵反应器是沼气发酵工程的重要装置,由于其内部反应十分复杂,因此发酵反应器内的局部流动和传热过程的研究一直是一个颇具研究价值的问题。掌握反应器内的温度分布是厌氧发酵过程控制工艺优化的基础,对反应器的温度控制起着至关重要的作用。为此,采用CFD(计算流体力学)的数值模拟方法对发酵料液内的温度场、速度场进行模拟,分析了反应器内料液的流动和换热情况。由于发酵料液的流动速度非常微小,基本可以忽略不计,因此反应器内部料液与反应器侧壁和地面之间热量传递方式以导热为主,可以忽略对流换热作用。由此为今后进一步研究提供理论依据。     

基于Fluent的打叶机内部流场数值模拟

烟草打叶机内部流场会影响打叶工艺的效果,为揭示烟草打叶机内部空气的流动规律,利用三维建模软件Creo通过滑移网格技术建立打叶机箱体结构及流场区域模型,并通过流体力学软件Fluent进行模拟仿真,得到打叶机内部的流场压力、速度、温度分布图.从数值计算结果看出,合理范围内的进风速度与刀辊转速不会对机箱内部压力、速度分布造成...     

基于有限元的盘式制动器耦合场研究

盘式摩擦制动器在汽车上有着广泛的应用。但该制动器在制动过程中因制动器温度的急剧上升,将使制动性能降低,甚至有可能导致制动器失效,因此制动器温度和应力分布对制动器的寿命及制动性能有着重大影响。本文采用有限元方法对制动器的耦合场进行了分析研究,耦合分析结果表明:在制动开始阶段,制动器迅速升温,高温区集中在制动器摩擦面表层,最高温度达195℃;制动过程结束后,整个制动器有一段较长时间的降温过程;制动器的最大热应力-时间曲线变化规律不一致,但均满足材料强度要求。     

摩擦片瞬态温度场与应力场有限元分析

利用有限元法对片式离合器在接合过程中瞬态温度场以及热-结构耦合应力场进行数值计算。与二维模型相比,三维模型的数值计算可以更加真实地描述片式离合器摩擦偶件的温度场和由于结构导致的非线性分布应力场,计算结果对离合器进行结构优化设计具有指导意义。     

浇筑温度对碾压混凝土重力坝温度应力的影响

采用三维有限元浮动网格法模拟碾压混凝土重力坝薄层施工过程，对百色碾压混凝土重力坝施工期和运行期的温度场、温度徐变应力场进行了全过程仿真计算，分析了按旬平均气温浇筑和设计浇筑温度浇筑两种不同浇筑温度对坝体温度应力分布的影响．     

基于计算机仿真技术的旋风除尘器流场模拟

采用CFD模拟软件Fluent 6.2提供雷诺应力模型(RSM),对焚化炉用旋风除尘器内部流场进行三维稳态数值模拟;计算并分析了除尘器内部压力场与速度场分布特点,并与实验数据相比较,模拟结果与实验数据基本吻合.数值模拟结果表明:随入口速度提高,旋风除尘器分离效率和压力损失同样增大;在除尘器内部,存在短路流以及返混夹带等影响除尘器性能的流动现象.通过对影响除尘器性能的内部流动进行分析,为进一步优化结构提供参考依据.     

干燥箱内温度场和气流场的建模仿真与试验研究

研究干燥箱内苜蓿草捆的不同放置方式对其温度场和气流场的影响,建立干燥箱的三维仿真模型,运用流体动力学软件对干燥箱体内苜蓿干燥过程中的温度场和气流场进行数值模拟,分析了在有效干燥时间内长宽高均为10cm的苜蓿草捆竖放、横放、斜放45°与斜放135°情况下干燥箱内气流场变化情况。结果表明,苜蓿横放时,速度分布最均匀,入口风速可以被充分利用,干燥效果最好。通过实验数据与数值模拟结果的比较,证明苜蓿草的数值模拟对深入研究干燥箱内部的热空气流动具有重要意义,为干燥滚筒的设计及热效率的提高提供指导。     

基于热力学的烟叶回潮机优化设计试验研究

提高烤后烟叶含水率和温度,保证烟叶质量,需要对烟叶进行回潮处理。回潮箱体内温度梯度小、流场分布均匀,可以有效保证不同位置的烟叶含水率一致。本文以热力学理论为基础,利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,对回潮箱体内的温度场、流场进行仿真分析。试验发现:回潮后箱体内不同位置的烟叶含水率变化小于0.5%。结果表明:优化设计的回潮箱体性能可靠,流场分布均匀,能够满足烟叶回潮要求。     

果园混肥器设计与数值模拟分析

针对我国水资源短缺、水溶性肥料溶解度较低以及灌溉施肥中水肥混合的均匀性问题,设计了一种高效混肥器,并利用ANSYS仿真计算软件,对该混肥器的搅拌装置进行模态和应力应变仿真分析。同时,基于Fluent模块对混肥器搅拌过程的流场、速度场进行模拟计算分析。结果表明：计算分析得到搅拌器的安全系数为11.95,最低阶模态主频率为19.13Hz,各阶频率远大于混肥器的激励源频率,表现出良好的振动特性,完全满足工业设计要求。由分析得到的不同搅拌速度的流场分布图可知,混肥器在大于临界搅拌速度的旋转搅拌过程中速度矢量分布较为复杂,混肥器内部产生较多的扰流和湍流,可有效提高混肥效果,同时发现,转速大于临界搅拌速度时,搅拌速度的增加对于混肥器内部流场分布的影响较小,最佳搅拌速度为600r/min,此时在得到良好的搅拌效果的同时降低了能耗。     

稻米籽粒内部湿度场的有限元分析

稻米在加工与贮存时,常温下稻米的湿应力开裂是引起稻米品质降低的重要原因之一,由于稻米吸湿现象,极易导致内部湿度场的分布不均匀,是引起湿应力场的根本原因。为此,对常温下湿应力裂纹进行了理论分析与试验研究;利用动态图像分析等方法,在已知稻米籽粒内部湿度场的各种物理参数基础上,建立了稻米籽粒内部水分传递基本方程,以及对稻米的离散单元建立单元水分传递方程和单元水分传递矩阵。同时,以椭球体为稻米实体模型,进行湿度场有限元分析,最终通过湿度场分析获得籽粒水分梯度分布。其中,分析得到的水分梯度最大位置,与试验中稻米裂纹动态采集观察的结果一致,为稻米贮存的安全环境湿度控制提供了参考。