基于响应面法的涂布机烘箱风嘴结构优化研究

为提升涂布机烘箱的干燥特性,本研究针对风嘴结构及其附近区域展开研究,分析风嘴多结构参数对内部流场特性的交互影响。借助有限元分析和响应面法,建立烘箱风嘴多结构参数交互影响下的流场特性数学回归模型,基于此进行风嘴结构的优化设计,并将优化结果与仿真值进行误差比较,验证所构建回归模型的准确性。结果表明,构建的含有多结构参数的风嘴流场特性回归模型拟合度较好,基材温度、基材表面风速、基材压力3组响应值的预测值和仿真实验值误差均小于3%,能够较好描述风嘴局部流场特性变化规律。

悬浮式烘箱风嘴结构的优化设计及实验验证

目的创新设计风嘴泄压孔结构,优化风嘴和基材之间由于气流撞击而形成的涡流,导致基材表面风速温度堆积不均匀的问题。方法采用Fluent软件,建立单一的风嘴仿真模型,并利用RNG k-ε湍流模型进行数值仿真模拟,分析风嘴有无泄压孔结构对基材干燥特性的影响,并在7种泄压孔设计结构中确定了相对最优方案,通过搭建实验台验证最优风嘴泄压孔结构设计的合理性。结果实验研究结果表明,通过增设相对最优风嘴泄压孔结构,基材表面涡流产生区域平均风速提高了3.32m/s,均方差降低了0.86;平均温度提高了24.76 K,均方差降低了5.96,表明设计有泄压孔结构的风嘴能明显改善由于涡流堆积造成的风速和温度较低的现象。结论设计泄压孔结构的风嘴在两狭缝之间区域的风速和温度均有明显提升,涡流区域的压力产生明显下降,改善了风嘴两狭缝之间由漩涡引起的风速、温度较低现象。

风嘴外形对钝体钢箱梁铁路斜拉桥涡振性能的影响

钝体钢箱梁在大跨度铁路桥梁建设中具有广阔的应用前景,以某大跨度钝体钢箱梁铁路斜拉桥为背景,采用1∶50节段模型风洞试验对该类箱梁的涡振响应进行测试,试验结果表明梁体在各测试风攻角(0°、±3°、±5°)下均存在涡激振动。为抑制涡激振动,通过风洞试验并结合计算流体动力学研究风嘴外形对钝体钢箱梁涡振性能的影响规律。研究表明,采用下行风嘴形式与减小风嘴角度均能提高三角形风嘴的制振能力。在传统三角形风嘴上部设置平台可显著提高风嘴制振性能,增加平台长度与减小风嘴角度均可有效提高该类风嘴的制振效果,但其中平台长度是主导影响因素。进而提出一种带平台的三角形下行风嘴制振措施,并通过1∶25节段模型风洞试验对该措施有效性进行验证。数值模拟结果表明,改变风嘴外形可有效降低主梁表面的旋涡尺寸,从而起到抑振主梁涡振的作用。研究成果可为大跨度钝体钢箱梁铁路桥的涡振制振设计提供参考。

公路主梁风嘴对大跨双幅公铁平层桥梁涡振的影响

以某新建大跨双幅公铁平层斜拉桥为研究背景,通过节段模型风洞试验,测试不同公路主梁风嘴条件下公路主梁和铁路主梁的涡振特性。研究结果表明:改变公路主梁风嘴角度能降低公路和铁路主梁的竖弯和扭转涡振振幅,但降低铁路主梁涡振的效果有限,降低公路涡振的效果较明显,较小的风嘴角度能减小桥梁的涡振振幅甚至抑制涡振出现;背风向主梁处于迎风向主梁的漩涡脱落区域时会形成干扰,导致背风向主梁涡振的卓越频率变得复杂,在较大的公路主梁风嘴角度下,背风向主梁振动的卓越频率包含自身频率和迎风向主梁频率;而在较小的公路主梁风嘴角度下,背风向主梁振动的卓越频率与迎风向主梁振动频率相同;无论是公路还是铁路,在迎风和背风时,涡振振幅存在很大区别,因此,在设计中,利用气动措施抑制双幅桥梁涡振时应该同时考虑对公路和铁路主梁的影响。

风嘴对流线形钢箱梁涡振性能影响试验和CFD研究

为了研究风嘴对流线形钢箱梁涡振性能的影响,以顺德斜拉桥为工程背景,通过节段模型测振风洞试验研究流线形钢箱梁涡振性能,研究发现:原设计断面在成桥状态出现超过规范限值的竖弯涡振和扭转涡振;为提高风洞模型试验效率,首先采用CFD的方法分析了62°、50°和40°风嘴对断面流场特性的影响,结果表明小角度风嘴可以进一步强化断面流线形、降低迎风侧的负压力并改变断面漩涡的规模和位置。随后通过主梁节段模型风洞试验验证了40°风嘴的气动优化措施能较好地消减涡振,该研究可为流线形钢箱梁涡振性能研究提供参考。

风嘴对旋转振荡板旋涡脱落的控制

5∶1矩形柱体被认为是通用桥面几何形状的代表,其简化模型可以用来进行风振控制的研究。风嘴作为一种常用的流动控制装置,能起到减阻和增加矩形板气动稳定性的效果,但控制装置对强迫振荡柱体的控制机理仍缺乏研究。研究者通过对节段模型施加强迫振动,在实验模型前部施加边缘型对称型风嘴,研究控制装置对矩形板尾流旋涡脱落的影响。通过流动显示结果,总结了施加风嘴后的四种旋涡脱落模式。并通过快速傅里叶变化频域分析法,得到实验模型后缘X/D=10处的速度功率谱。施加风嘴控制能增大旋涡脱落频率,并抑制尾流旋涡脱落的能量。而数值模拟得到的不同实验工况下的升力均方根和力矩均方根显著减小,最大降幅分别为52%和23%,表明矩形板气动稳定性的提升和尾流不稳定性的减弱。

包装印刷设备的烘干风嘴分布参数规律研究

目的为了提升包装印刷设备烘干性能,针对风嘴分布进行研究。方法依据实际包装印刷设备风嘴为参考,建立风嘴分布模型并进行非结构网格划分,根据实际情况建立适用于其工况的边界条件和控制方程;控制风嘴间距和承印物距离这2个关键参数,建立风嘴分布参数与热风场性能之间的数学模型;依据所建立数学模型估算不同参数模型的烘干效果。结果根据多组仿真实验得到了风嘴间距和承印物距离等参数对热风场分布的影响,相应经验公式为v (=-0.007×L+2.568)x^4.311/L+0.056。风嘴间距对于烘干风嘴影响效果明显,增加风嘴间距离可以提升烘干风嘴风速和热风场的均匀性;同时发现随着承印物不断前进和风嘴作用效果的叠加,其表面风速将持续呈现上升。结论经过研究分析,掌握了不同参数下的热风场分布规律,这对指导实际生产对于烘干风嘴设计具有重要参考价值。

不同风嘴形式分体箱梁桥梁的静力风致稳定性能

作为大跨径以及超大跨径桥梁一种新兴的断面形式,分体箱梁可以改善空气动力性能和提高颤振临界风速,但是还需要保证其静力风致稳定性能,研究了不同风嘴形式下分体箱梁的静力三分力系数和静力风致稳定性能随开槽率的演变规律。结果表明:两种风嘴形式分体箱梁的阻力系数随开槽率增加而增大,采用断面实体宽度为无量纲化标准时断面升力系数绝对值会随开槽率的增加而增加,这与采用断面总宽为无量纲化标准时结果相反,升力矩系数绝对值会随着开槽率的增加而减小,但这种规律性会受到风攻角的影响;风嘴对称性的变化仅改变断面阻力系数随开槽率的变化规律;两种计算模型下,对称风嘴断面分体箱梁桥梁跨中的各向位移绝对值和静力风致失稳临界风速随开槽率的变化规律完全相反,而不对称风嘴断面的各向位移变化规律相似但也有区别;总体上对称风嘴断面的最低静力风致失稳临界风速要高于不对称风嘴断面;考虑结构刚度变化会使断面开槽后静力风致失稳临界风速随着开槽率的增加而升高并超过不考虑刚度变化时的相应值,故对分体箱梁静力风致稳定性能分析时需要考虑开槽率不同带来的结构刚度变化。

凹印机烘干装置风嘴横风板结构参数研究

目的研究凹印机烘干装置风嘴横风板结构参数与风场分布的关系,以提高烘干系统热风利用效率。方法通过流体力学输纸模拟计算,对比仿真计算分析不同宽度横风板风嘴的风场,选取风场的迹线图和承印物表面的压力分布为主要评估标准,分析了涡流、迹线和压力分布随横风板长度的变化规律。结果随着横风板长度的增加,涡流逐渐向承印物表面接近,迹线在承印物表面处密度增加,承印物表面整体压力略有下降,压力分布更加均匀。结论在风嘴出风口区域增加横风板有利于提高热风利用率,可使承印物表面风场分布更加均匀。为凹印机烘干风嘴结构设计及优化提供了理论依据。

不同风嘴形式的大跨度分体箱梁桥梁颤振性能

分体箱梁可以有效地改善整体式钢箱梁断面的气动稳定性能,但不同的风嘴类型对分体箱梁的颤振稳定性能改善程度不同。通过节段模型风洞试验对两种风嘴形式的分体箱梁的颤振性能随槽宽演化规律进行了研究,将其与Larsen,Sato和作者前期的研究结果进行了对比,并从结构动力特性参数和气动外形两个关键方面解释了研究结果差异的原因。结果表明,不对称风嘴形式分体箱梁的颤振稳定性能对槽宽比的变化比较敏感,存在一个"最优槽宽比";对称风嘴形式分体箱梁对槽宽比的变化相对不太敏感,特别是当槽宽比较大时。与Larsen研究结果的差异主要是由结构及动力特性参数的改变造成的,其中质量惯矩的增大和扭弯比的减小起到了重要作用;与Sato研究所得结论的差异则主要源于气动外形的不同,特别是高宽比的改变。

风嘴几何参数对双边箱式Π型梁涡振性能的影响

为研究风嘴几何参数对双边箱式Π型梁涡振性能的影响,设计了包括原断面在内的4类试验组合,共计14种试验工况,通过节段模型测振试验,测得不同工况下Π型梁涡振振幅随试验风速的变化,分析了0°风攻角下不同风嘴长度和尖端高度对双边箱式Π型梁涡振振幅、锁定区间长度和起振风速的影响。采用SST k-ω模型进行计算流体力学分析,模拟了原断面和不同风嘴措施下双边箱式Π型梁断面周围的流场特性,结合静态绕流涡量演化图探讨了不同风嘴措施的涡振抑制机理。结果表明:多数风嘴措施能有效抑制双边箱式Π型梁的竖弯涡振,同时降低其扭转涡振振幅;尖端高度与梁高之比为5/6时,该Π型梁的涡激共振被完全抑制,涡振性能表现良好;增大风嘴长度和令风嘴尖端朝下有助于减小断面的涡振振幅和锁定区间长度,提高起振风速,对该Π型梁的抑振效果更显著;双边箱式Π型梁原断面涡激共振明显,安装风嘴能减弱上表面气体的流动分离,减小漩涡尺度,有利于抑制涡振;双边箱式Π型梁下表面周期性脱落并移动的漩涡是其扭转涡振的驱动性因素。

涂布机悬浮烘干系统中气翼风嘴的优化设计

悬浮烘干系统是涂布机的关键技术装置,其风嘴的结构及布局影响着烘干系统的干燥性能。文章根据气翼风嘴的工作原理,对其结构进行优化:通过FLUENT软件对常用的气翼风嘴进行结构建模;对风嘴结构模型进行数值模拟计算,分析在一定入风速度的情况下,其出口风速的分布状态;通过合理参数选择,得到气翼风嘴的优化结构。仿真分析结果表明改进风嘴结构后有效提高了出风口的风场均匀性,能满足涂布机干燥性能要求。

回转窑新型二次风嘴的开发及应用

通过对回转窑二次风嘴破损原因分析 ,提出了新型二次风嘴的开发设计方案 ,经过改进后的新型二次风嘴 ,使用寿命比原二次风嘴延长两倍以上 ,回转窑煅烧焦产能提高 0 45t/h ,设备运转率提高 7 6% 。

基于TRIZ理论炭素回转窑二次风嘴的优化

针对铝电解工业中炭素回转窑二次风嘴使用寿命较低的现状,基于TRIZ理论,通过功能分析、三轴分析、问题求解、方案选择及综合评估等解决流程,从风嘴管结构形状、安装方式方面提出九种技术方案,可有效提高风嘴料间的黏附力、降低风嘴管内外温差造成的风嘴料开裂脱落,对提高二次风嘴使用寿命,获得较高的物料实收率方面具有现实意义。

铅锌密闭鼓风炉风嘴改进实践

介绍了密闭鼓风炉炼铅锌工艺鼓风量与风口配置及鼓风压力的关系,通过分析影响铅锌密闭鼓风炉鼓风压力的因素,确定了降低鼓风压力的途径。风嘴改进后,鼓风压力明显下降,鼓风量增加,处理量增加,各项技术经济指标改善,取得了显著成效。

凹版印刷机干燥箱风嘴结构优化

采用计算流体动力学方法建立干燥箱空气流动模型,对干燥箱中的热空气进行数值模拟。通过模拟研究了风嘴处挡板长度L、挡板倾斜角度θ对速度分布和压力分布的影响,分析了速度大小对承印物表面遗留溶剂挥发速度的影响规律。结果表明,入口速度为8m/s,回风压力为-20pa的条件下,挡板长度L=15mm和倾斜角度θ=15°时,导致热空气堆积在干燥箱内,不能使溶剂快速挥发,风口正对承印材料处有气流反冲现象。挡板长度L=10mm,倾斜角θ=10°的风嘴结构最优。

凹印机喷风嘴风速损失问题的流体动力学分析

现有凹印机干燥装置喷风嘴出风速度达不到要求,导致印品干燥不充分,同时降低了印刷速度。实际上,干燥效率低已经成为制约凹印机速度的主要因素。通过流体动力学的计算来模拟热风在风嘴内的流动状态,从结构设计上找出影响热风速度的主要因素,为干燥装置的优化改进提供理论依据,解决设计生产过程中的盲目性。通过对现有的喷风嘴结构的数值模拟计算得出:风嘴内部存在2个大的涡流区域,对热风的流速影响非常明显;喷风口处的风速与风压存在不均匀性,2者存在反比关系。其结果将对于凹印机改进设计具有十分重要的意义。

凹版印刷机节能减排风嘴及烘箱设计

一、引言 由于印刷业的快速发展,印刷中使用的许多耗材如纸张、印版、润版液、油墨、橡皮布等相关材料的废弃物不断增加,加速了自然资源的消耗和对自然生态的破坏。如纸张的大量使用,造成森林过度砍伐;油墨中的有机挥发物（VOC）和酒精润版液中的异丙醇污染空气,对动植物生存产生负面影响;

论7.0m^2烟化炉粉煤风嘴的改造

介绍粉煤风嘴在烟化炉铅鼓风炉渣吹炼中的应用,详细分析了粉煤风嘴在使用时存在的问题及原因,并阐述了对粉煤风嘴进行改造取得的良好效果,改变了烟化炉半年需停炉检修一次的历史,首次做到与铅鼓风炉检修同步。

调节烟化炉风嘴角度的生产实践

本文介绍了来宾冶炼厂烟化炉风嘴角度与生产的直接关系。通过生产实践确定了烟化炉硫化挥发的最佳风嘴角度。