梭锥管混浊流体分离装置水沙分离影响因素优化试验研究

将梭锥管混浊流体分离装置(简称梭锥管)用于混水泥沙分离.采用均匀正交试验考察了锥圈间距、进流量、倾角以及底孔孔径对梭锥管的耗水率和表面负荷率的影响.通过PPR和极差分析得出:影响耗水率的各因素主次排列为底孔孔径、进流量、锥管偏角和锥圈间距;而影响表面负荷率的各因数主次排列为底孔孔径、进流量、锥圈间距和锥管倾角.考虑试验因素对耗水率和表面负荷率影响程度的影响及它们在分离中所起作用的大小,优化了装置参数,水平优化表明:当锥圈间距2 cm,进流量14.5 cm3/s,倾角60°和底孔孔径2mm时,耗水率最小,表面负荷率最大.     

梭锥管浑浊流体分离装置排泥方式优化试验研究

针对同一梭锥管浑浊流体分离装置分别采用孔口出流排泥和管道排泥两种不同的排泥方式,同时考虑梭锥管倾角不同对排泥耗水率、排泥水的浓缩率和＂清水＂的出水量及其含沙浓度的影响进行泥沙水动态沉降试验研究。试验结果表明：梭椎管的排泥耗水率、浓缩率和＂清水＂的出水量与排泥方式密切相关。梭锥管采用管道排泥浓度远高于孔口排泥浓度,排泥水浓缩率可达5倍以上,耗水率仅为10%左右,仅为孔口排泥耗水率的20%。梭椎管倾角对耗水率与浓缩率影响较小,倾角为60°时,耗水率最小,浓缩率最大。要保证较小耗水率和较大溢流量排泥方式是关键因素。     

浑水水力分离清水装置内水沙两相

采用RNG(重整化群) 两方程紊流模型和简化的多相流Mixture(混合)模型,对浑水水力分离清水装置内水沙两相三维弱旋流场进行了数值模拟。根据计算结果,详细比较和分析了加沙前后装置内径向、轴向以及切向速度分布特征,及其对“装置”内泥沙运动和水沙分离效率的影响。从水沙两相流场特性出发,初步探讨了“装置”有效分离水沙并获得清水的机理,为设计优化装置结构提供理论基础。     

三维数值模拟扩压管锥角对涡流管性能影响

为研究涡流管冷端扩压管锥角对其性能的影响,进一步优化涡流管的结构参数,基于SolidWorks建立三维模型,利用软件Fluent,采用Standard k-ε湍流模型模拟涡流管管内气体流场,得到锥角5°,10°,15°,20°下冷端管的压力、速度、温度云图,当锥角大于15°时,分离效率开始下降,且冷端出口温度随着锥角增...     

浑水水力分离清水装置内水沙两相弱旋流场数值模拟

采用RNG（重整化群）两方程紊流模型和简化的多相流Mixture（混合）模型,对浑水水力分离清水装置内水沙两相三维弱旋流场进行了数值模拟。根据计算结果,详细比较和分析了加沙前后装置内径向、轴向以及切向速度分布特征,及其对“装置”内泥沙运动和水沙分离效率的影响。从水沙两相流场特性出发,初步探讨了“装置”有效分离水沙并获得清水的机理,为设计优化装置结构提供理论基础。     

基于数值模拟的分离鳃水沙分离效率及机理分析

利用层流模型和欧拉模型,运用Phase Coupled SIMPLE(PC-SIMPLE)算法,对分离鳃与普通管中的水沙两相流流场进行了静水沉降的三维数值模拟,并根据数值计算结果,对分离鳃与普通管内的速度场和含沙量分布特性进行了对比与分析,探讨了分离鳃的水沙分离效率及机理。结果表明:分离鳃中的速度矢量分布规律与普通管不同;分离鳃的结构形式、其内部的流场特性及含沙量分布特性都有利于水沙的分离,故分离鳃中的泥沙速度、清水速度及泥沙去除率都大于普通管的。探明了分离鳃快速分离水沙的机理,这对分离鳃结构的进一步优化提供了理论基础。     

基于Fluent的膜秆分离装置的数值模拟

为了达到有效分离地膜的目的,研究了场地膜秆分离装置内流场的压力分布和速度分布,获得适合场地膜秆分离装置的进料口的尺寸,为场地膜秆分离装置的结构设计和优化提供了比较重要的理论依据。建立场地膜秆分离装置初始模型,采用Ansys里的Fluent模块对其腔体内流场的压力分布和速度分布进行了数值模拟,并对比分析所得的结果。结果表明:当进料口为无角度送料、腔体横截面长度为1 300 mm、腔体横截面宽度为1 0 0 0 mm时,腔体流场的压力分布总体均匀,下落粗棉杆和细棉杆的范围相对较大;当进料口为无角度送料、腔体横截面长度为1 300mm、腔体横截面宽度为1 000mm时,为合理工况,利于分离出地膜。     

场地膜秆分离装置送风口尺寸改变的数值模拟

为达到有效分离地膜的目的,建立了场地膜秆分离装置的三维计算流体力学模型,采用Fluent软件对场地膜秆分离装置内的流场进行数值模拟分析,改变分离装置送风口的几何尺寸,分析比较其内部流场的压力分布速度分布。结果表明:在送风口和进料口的相对位置为100mm、送风口宽度为200mm和送风口长度为6 0 0 mm时最为合理,为场地膜秆分离装置的结构设计和性能改进提供了参考。     

统收式采棉机分离系统的设计与数值模拟

针对统收式采棉机采摘棉含杂率高的特点,利用现代设计方法,设计了一种机械和气力相结合的分离系统;利用CFD方法对气力分离室进行数值模拟,通过改变补风口进风角度、补风口风速以及补风口与入料管底座距离等条件,分别对室内流场进行模拟,对比分析得出影响结果为:补风口风速影响最大,补风口进风角度次之,补风口与管底座距离最小。     

梭锥管与普通装置内水沙两相流场特性数值模拟

文章采用层流方程和简化的多相流Mixture模型,针对结构尺寸相同的普通装置和梭锥管进行了浑水质量浓度为5kg/m3的泥沙静水沉降的数值模拟,并将计算结果与PIV测量结果进行对比,计算结果与实测结果吻合较好。详细分析了两装置内速度场、浓度场的特点及区别。结果表明,在梭锥管内,泥沙通道中心断面上泥沙的速度是普通装置内的5-6倍;在相邻锥圈间形成了沿锥圈上表面向下和沿锥圈下表面向上的环流。在普通装置内,泥沙始终沿重力方向竖直向下沉降,泥沙浓度分布比较均匀,速度较小。与普通装置相比,泥沙在梭锥管中沉降的速度较快,且特有的结构—锥圈,改变了泥沙的沉降方向,缩短了沉降距离,增加了沉降面积,使梭锥管内的水沙分离效果更明显。因此,为了提高梭锥管内水沙分离的效率,可以适当增加梭锥管内的锥圈数量以增强其水沙分离性能。     

鲜杏无水清洗喷嘴收口角度的仿真研究

为确定适用于鲜杏无水清洗喷嘴的最优收口角度,利用FLUENT软件分别对收口角度为1°,2°,…,30°的柱锥形喷嘴进行数值模拟分析,确定了相同的无水清洗喷嘴工作截面,并以鲜杏物料特性和喷嘴外流场特性作为喷嘴最优收口角度参考依据。结果表明:外流场气流速度随着收口角度的增大而增强;入口速度为80m/s,当收口角度超过30°时,无水清洗工作截面的气流速度超过鲜杏表皮所能承受最大速度;收口角度为15°时,工作截面平均气流速度可达32.35m/s、有效清洗宽度为70mm,且其速度不均匀系数最小。故本文鲜杏无水清洗喷嘴的最优收口角度为15°。本研究可为鲜杏无水清洗喷嘴的结构设计提供一种参考。     

某柴油机进排气提前角的选优

为了寻找柴油机在动力性能、燃油消耗率以及排放之间的平衡,获得更好的综合性能,基于GTPower软件,利用柴油机的基础参数,建立柴油机的整机GT-Power模型并用试验数据进行校准。然后设置多组进气提前角和排气提前角的值进行数值模拟,分别分析进排气提前角对柴油机功率、燃油消耗率、充量系数等参数的影响。最后综合考虑多方面的因素,得出进气提前角定在21℃A左右,排气提前角定在76℃A左右较为合理的结论。     

花生捡拾收获机三风系风选系统流场数值模拟与试验

受复杂作业环境影响,轴流式花生捡拾收获机的风选过程存在风选损失率高、含杂率高等问题,通过开展不同条件下的数值仿真试验,分析了4种颗粒的速度、位移及轨迹变化情况,确立了由横流风机、主离心风机、副离心风机组配的三风系风选系统的工作参数及其范围,并基于Box-Behnken的中心组合设计理论,以横流风机转速、吸秧高度、吸杂高度三因素作为影响因子,开展响应面试验研究,分析各因素对风选损失率和含杂率的影响并对影响因素进行优化。试验结果表明:风选损失率影响由大到小为吸杂高度、横流风机转速、吸秧高度;含杂率影响由大到小为横流风机转速、吸杂高度、吸秧高度,求解的最优参数组合为:横流风机转速1 508 r/min、吸秧高度181 mm、吸杂高度211 mm,对应的风选损失率为1.52%、含杂率为1.01%,比优化前分别降低了1.42、1.26个百分点。     

种子风力筛选机分离室内气固两相流仿真与优化

分离室是种子风力筛选机的重要组成部分,对其室内气流和种子进行气固两相流仿真研究具有重要的工程意义。为此,利用Fluent软件中RNG k-ε湍流模型计算分离室内的气流场分布,在此基础上采用DPM(Discrete Phase Model)模型模拟分离室内饱满种子和轻质杂质运动状态。基于该分离室两相流模型,分析不同的种子喂入量、风门开度和离心风机频率对清选分级效果的影响,并通过正交仿真试验,计算最优工作参数。该研究可为基于气体动力学工作原理的农用机械优化设计提供参考。