换电站空间温度场仿真及优化

换电站环境温度对蓄电池充电效果具有重要影响,优化制冷方案,提高温度场均匀性对更好满足换电站温度场需求、节能减耗具有重要意义。通过建立换电站模型,应用k-ε两方程湍流模型对换电站夏季工况下的温度场进行数值仿真研究,流场计算采用SIMPLE算法。给出了夏季换电站内温度场云图,进行了相应实验,实测值与仿真值最大相对误差为8.23%,证明了仿真模型正确性。并对换电站温度场进行了优化,用温度不均匀系数对优化前后的空间温度场进行评价。结果表明,由垂直向下的送风方式变为倾斜角度的送风方式,空间温度场均匀性更好。对此类建筑空调温度优化具有指导意义。     

基于EDEM的马铃薯收获机分离输送装置仿真分析

为了实现提高马铃薯收获效率并减少其机械损伤,关键在于优化滚筒式马铃薯收获机分离输送装置的运动参数,包括滚筒筛转速、切削角度和行进速度.为此,建立了土壤颗粒的仿真模型、马铃薯颗粒的仿真模型和马铃薯收获机分离输送装置的仿真模型,通过EDEM软件仿真土壤和马铃薯颗粒的分离输送试验并收集数据;运用Design-expert软件...     

马铃薯收获机分离装置仿真分析及优化设计

为了解决马铃薯收获机分离装置在工作过程中出现分离效果差、生产效率较低的问题，对收获机分离装置的工作机理进行了研究和分析。在ADAMS中创建分离装置的模型，运用ADAMS的仿真选项求出了质心点的速度、加速度和位移曲线图，通过分析曲线图的变化规律，得到对分离装置效果影响最大的物理量—加速度，同时得到偏心轮转速和偏心轮半径是影响加速度的关键参数，并对分离装置进行了优化设计。结果表明，当偏心轮转速275 r/min,偏心轮半径0.028 m时分离效果最佳。在此基础上，对原有分离装置进行改进，达到提高分离效率、降低伤薯率的目的。     

基于离散元法和TRIZ理论的薯土分离机构优化

为改善我国甘薯收获机的作业效果,降低伤薯率,提高明薯率及工作效率,本文以杆条式薯土输送分离机构为研究对象,基于离散元法建立仿真模型,以杆条升运器线速度、倾角、振幅为变量,利用EDEM对机构进行单因素仿真分析;以甘薯所受碰撞法向力和输送效率为指标参数,分析仿真结果。得到薯土输送分离机构最优工作参数:线速度为2.1 m/s,倾角为18°,振幅为10 mm。以线速度为变量进行单因素田间试验,试验结果表明,线速度为2.1 m/s时,机具作业效果较好,与仿真结果相符,证明了利用离散元法对薯土输送分离机构作业过程进行仿真模拟的可行性。为解决薯土分离过程中伤薯不可控的问题,进一步降低甘薯的损伤率,增强输送分离过程稳定性,本文结合TRIZ理论对伤薯问题进行分析,并提出两段式薯土输送分离机构。通过仿真模拟验证,结果表明两段式输送分离机构作业效果明显优于原输送分离机构,一段作业机构平均减损率高达73.9%,二段作业机构平均减损率达11.0%,验证了两段式输送分离机构的可行性及TRIZ理论的创新性。     

多温蓄冷车设计与车内温度场分析

为克服现有蓄冷车控温范围有限、不可多温共配等问题,设计了一款集车载制冷系统、独立蓄冷槽、隔热车厢(冷冻和冷藏单元)、导风槽、内隔板等于一体的多温蓄冷车。该多温蓄冷车将蓄冷槽安装在车厢前端并独立隔热保温。夜间利用低谷电对蓄冷槽内相变蓄冷材料进行充冷;当多温蓄冷运输时,冷冻单元通过车厢前端送风系统将冷能导出并调控,冷藏单元通过导风槽将冷气导入并调控。对车厢内冷冻冷藏单元体积比为1∶1,温度分别设定为-15. 0℃和3. 0℃工况进行了仿真和试验对比分析。研究表明,所构建的多温蓄冷车温度模拟值与试验值的均方根误差在0. 7～1. 1℃之间,总体偏差合理,可较好地反映多温蓄冷车内温度场分布状况。试验结果也表明,该多温蓄冷车车厢冷冻、冷藏单元可有效控温10 h以上,满足配送运输需要;平均温度分别在-14. 2～-12. 9℃和3. 4～4. 2℃间波动,波动范围分别为1. 3℃和0. 8℃,温度绝对不均匀度系数S在1. 2内,较传统蓄冷车平均温度波动值降低了73. 7%,S值降低了50%以上。改变车厢内冷冻冷藏单元体积比的进一步仿真也表明,蓄冷车内温度场分布仍然均匀,可满足实际运输需要。     

冷藏车水产品堆栈方式对温度场的影响

水产品具有较高经济效值,维持冷藏车厢温度均匀、保障水产品品质以提高冷藏车运输效率成为当前重要的研究课题,其中货物堆栈方式是一个重要的研究方向。以上出风、上回风式水产品冷藏车为对象,通过ANSYS16. 0中的Fluent模块,模拟得到了制冷装置下方分别装载高度为0、0. 533、1. 066、1. 6 m货物时厢体内部温度场的分布状况,并对比了4种堆栈方式下货物表面、横截面以及纵截面温度云图。结果发现,温度沿车厢长度方向呈倒"C"形分布,即靠近车厢前下部和后下部区域温度较高;在制冷装置下方堆栈货物会对温度场分布均匀性产生显著影响,堆栈方式a即堆栈高度为0 m时,温度场分布均匀性最佳,货物区温度均在5℃以内,最大温差在2℃以内。对比试验结果和模拟结果,两种结果最大均方根误差小于0. 5℃,平均相对误差最大为7%。     

基于离散元法的皂荚壳籽分离仿真与试验

针对打击式壳籽分离过程中存在皂荚壳破碎率低,以及皂荚壳易堵塞筛孔,造成壳籽分离效率低等问题,研究滚筒转速对皂荚壳籽分离的影响。通过对皂荚壳力学特性进行研究,基于离散元法建立皂荚壳离散元模型(Hertz-Mindlin with bonding),并对皂荚壳离散元模型进行粘结参数标定;得到皂荚壳粘结模型法向刚度、切向刚度、临界法向应力、临界切向应力为1.8 MPa、1.35 MPa、1.41 MPa、0.59 MPa。采用EDEM软件对皂荚壳籽分离过程进行仿真分析,仿真结果表明,在滚筒转速为200、360、400、500、1 000 r/min时,皂荚壳破碎率分别为41.7%、65.96%、88.3%、94.52%、94.8%,滚筒转速在500 r/min和1 000 r/min时,破碎率无明显变化,皂荚壳主要破碎形式为冲击破碎和挤压破碎,破碎后物料形态包括粉尘、丝状、未完全破碎3种。样机试验亦表明滚筒转速为500 r/min时,皂荚壳破碎率较高,且易于形成丝状物料,有利于皂荚壳籽分离和减小筛孔堵塞。     

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。     

不同体热源模型对T型接头焊接温度场的影响

利用有限元分析软件ANSYS,并以半球状热源模型、旋转高斯热源模型和双椭球热源模型3种不同热源模型作为输入,对T型焊接样件的温度场进行焊接仿真模拟,以对比分析在3种不同的热源模型作用下该T型焊接样件的焊接温度场结果,通过分析对比熔池形貌的结果比对3种热源模型的优劣.结果表明,在不同的热源模型作用下,焊接温度场存在差异,...     

箔绕与线绕电磁铁温度场仿真计算研究

由于电磁铁线圈之间绝缘结构尺寸相对于线规的尺寸很小,在进行温度场三维仿真时存在建模困难,文章提出了一种针对磁悬浮列车用箔绕与线绕电磁铁的温度场仿真线圈建模的处理办法。基于流体动力学和传热学理论,首先,建立电磁铁的三维结构的温度场计算模型;其次,应用传热学理论,在考虑电磁铁热源、工作状态和各部分热交换等因素的前提下,给出电磁铁各个表面散热系数;最后,得到电磁铁的温度场分布。通过对电磁铁试验,分析仿真与试验结果误差,验证仿真计算的准确性。     

油莎豆收获机双层滚筒筛式果杂分离装置设计与试验

针对油莎豆机械化收获过程中块茎(果)与土壤草团(杂质)分离不彻底导致收获损失率与含杂率较高的问题,设计了一种双层滚筒筛式果杂分离装置,通过理论分析确定了该装置的主要结构参数与工作参数。建立了分离装置-收获物料互作的EDEM-MBD耦合仿真模型,以双层滚筒筛转速、分离螺旋输送器转速、柔性齿段长度为试验因素,以块茎分离率和含杂率为试验指标,依据Box-Behnken试验原理开展三因素三水平仿真试验。对试验结果进行方差分析,建立了分离率、含杂率与各显著因素之间的回归模型,利用回归模型进行参数寻优,结果表明：当双层滚筒筛转速为24.9 r/min、分离螺旋输送器转速为148.5 r/min、柔性齿段长度为1 277.8 mm时,分离率最大,为96.23%,含杂率最小,为25.55%。田间验证试验结果表明：最优参数组合下的果杂分离装置平均分离率为93.19%,平均含杂率为26.65%,与回归模型寻优结果基本一致;果杂分离装置与清选装置联合使用时,分离率增加1.05个百分点,含杂率降低9.97个百分点,可满足油莎豆收获生产需求。     

基于EDEM-Fluent耦合的浮选腔结构设计优化

为了减少卷烟机浮选腔风选分离过程中烟丝的浪费,分析了浮选腔不同内部结构对风选分离效果的影响,采用EDEM-Fluent耦合仿真技术,建立更加接近实物的烟梗、烟丝颗粒模型,在-1.2kPa仿真条件下对浮选腔在不同内部结构下的梗丝分离进行耦合仿真分析,对比腔内流场迹线图和速度图,并通过计算烟丝、烟梗颗粒的分离效率验证仿真结果。研究结果表明,30°挡风块浮选腔内流场和速度分布更合理,能更彻底地分离烟丝和梗签颗粒,且分离效率最高。     

油茶籽网带式干燥机的温度均匀性仿真研究

为了改善网带式干燥机内温度场的分布均匀情况,缓解油茶籽干燥后储存过程中出现的发霉变质问题,保证干燥品质和出油率,以多孔介质模型代替油茶籽物料层,建立干燥机的温度场仿真模型.采用计算流体动力学(CFD)技术对腔内温度场进行数值模拟和预测,研究入口热风速度大小对干燥腔内温度均匀性的影响.结果 表明:在入口风速为6～8m/s...     

玉米根茬根土分离机构动力学仿真

针对玉米根茬根土分离关键环节,以飞锤击打根土分离机构为研究对象,在Pro/E中建立飞锤击打根土分离机构刚体模型并将其导入ADAMS中,在ADAMS中完善钢丝绳柔性体模型并进行运动学仿真和动力学仿真。通过改变对分离效果有影响的各个因素包括飞锤速度、飞锤质量和敲击角度等,观察其对根土模型的碰撞力大小,绘制关系曲线,分析其影响的大小和敏感度。该研究可为玉米根茬收获机分离机构的设计提供参考和依据。     

马铃薯收获机扰动分离装置设计与试验

针对现有的小型马铃薯收获机筛面土块破碎效果不佳而影响分离效率和收获品质等问题,结合北方马铃薯主产区收获模式和常用杆条式分离装置,设计了一款马铃薯收获机扰动分离装置。在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯的碰撞特性和土块的破碎过程分析,得到影响薯块损伤和土块破碎的主要因素为扰动深度、偏心轮转速和偏心距;通过EDEM-RecurDyn耦合构建仿真模型,单因素试验得到扰动杆数量最优为4,以扰动深度、偏心轮转速和偏心距为试验因素,以马铃薯碰撞力和土块破碎率为评价指标,运用Box-Behnken中心组合设计方法进行仿真试验,对试验结果进行方差分析,利用响应面分析了各交互因素对试验指标的影响规律,结合实际工况确定影响因素最佳取值。验证试验表明：当收获机分离筛运行速度为0.7m/s、扰动深度为51.5mm、偏心轮转速通过调速器设为2.3r/s、偏心距为31mm时,土块破碎率为60.7%,电子马铃薯采集的碰撞加速度峰值平均值为790.66m/s2,小于马铃薯临界损伤阈值。     

马铃薯泥鼓风冷冻数值模拟与实验

为掌握马铃薯泥在鼓风冷冻过程中的温度变化规律,建立了短圆柱状马铃薯泥鼓风冷冻的三维数值模型,进行了三维非稳态数值模拟,并结合流场及不同时刻的温度场对马铃薯泥的冷冻过程进行了分析。实验验证表明该模型与实际情况吻合较好,冷冻时间相对误差为3.9%。以此为基础,研究了送风速度和温度对马铃薯泥冷冻过程的影响。结果表明,随着风速的提高,冷冻时间缩短,马铃薯泥内外温差增大,冷冻结束时马铃薯泥中心温度之间的差异先减小后增大。降低送风温度可以缩短冷冻时间,增大马铃薯泥中心温度之间的差异性和马铃薯泥内外温差。送风速度和温度对相变阶段的影响大于预冷段和深冷段。     

多孔介质常压冷冻干燥质热耦合传递数值模拟

以苹果片为研究对象,研究了基于涡流管制冷效应的常压冷冻干燥技术处理含湿冷冻多孔物料的干燥机制。利用ANSYS ICEM CFD软件对常压冷冻干燥工况建立二维几何模型并对其进行网格划分,采用多孔介质模型,通过有限体积法对控制方程进行离散,迭代求解不同风速和温度下冷冻物料内部水分比及中心温度随时间的变化。通过分析不同干燥工况下物料质热传递变化得出最佳组合参数,研究该干燥条件下不同干燥时刻的速度场、温度场、压力场以及多孔介质干区迁移界面变化规律,并采用入口风速2.5 m/s、辐射温度283.15 K,对模型进行验证。借助SPSS-21软件对物料内部含水率与中心温度的试验值和模拟值进行相关性分析,其R2分别为0.564和0.982,表明试验值与模拟值有较好的一致性,所建模型适用于多孔介质的冷冻干燥。     

鼓式制动器三维热—机耦合温度场仿真

通过对鼓式制动器惯性制动时蹄鼓摩擦接触状态分析,考虑接触副摩擦因数温度特性,以EQ1208车后桥鼓式制动器为例,对建立的鼓式制动器热-机耦合三维有限元模型进行了惯性制动工况数值仿真,得到了鼓式制动器耦合瞬态温度场仿真结果.A测试点温升试验结果与仿真结果对比,两者变化趋势相同,且吻合较好.对在惯性制动工况下的鼓式制动器温升主要影响因素(车速和道路坡度)进行了仿真分析.     

胡麻脱粒清选装置作业过程仿真与试验

针对分段收获后胡麻脱出物形状差异小、混杂程度大、清选困难等问题,设计了胡麻脱粒清选装置。为提高胡麻脱粒清选装置作业效率,探究胡麻脱粒物料气流式清选机理,以装置气流清选系统为研究对象,分别建立清选系统CFD模型和胡麻脱出物DEM模型。采用CFD-DEM耦合仿真技术,通过研究各组分脱出物料的运动轨迹与空间位置分布,得出清选系统内胡麻脱出物分离规律,并进行验证试验,校验仿真模型可靠性。仿真试验表明,胡麻脱粒物颗粒在清选系统内气流场的作用下表现出较好的分离清选效果,同时,通过分析模拟试验所得到的胡麻脱粒物颗粒数量和平均速度变化曲线,探明了胡麻脱粒物料在分离清选作业过程中运移的平均速度和数量的变化规律。验证试验表明,该装置在最佳工作状态下作业后胡麻籽粒的清选损失率为2.78%,含杂率为2.23%,与仿真模拟胡麻籽粒损失率（2.05%）、含杂率（1.56%）相比,二者试验结果分别仅相差0.73、0.67个百分点,实际试验结果与仿真模拟结果吻合度较高,验证了模型的可靠性。     

热辐射下汽车温度分布及隔热分析

为研究热辐射下汽车内部温度场分布及不同隔热措施下汽车温度上升状况,在COMSOL中运用表面辐射传热模块对汽车温度场进行仿真.首先在SolidWorks中建立普通小型汽车的三维模型,然后导入COMSOL并定义汽车不同部位材料属性,最后通过加载外部热辐射、表面漫反射等参数仿真了暴露在阳光下和停靠在阴影下两种状况汽车温度上升...