V型调节球阀阀盖内壁气-固冲蚀的数值模拟

调节球阀工作时,其阀盖内壁处容易受到介质冲蚀而被穿透,结合阀盖内流场特征与阀盖受损情况,采用数值模拟的方法研究这一冲蚀过程。在流场模拟基础上,又进一步探究了阀球旋转角度分别取30°、50°、70°情况下阀盖内壁的冲蚀磨损情况,借助Fluent对阀盖壁面冲蚀磨损状况进行仿真分析。最后,通过改变阀座入口处的通道宽度来计算模拟出最佳的通道尺寸,并且对阀盖内壁进行加固处理,使得阀壁处受介质冲蚀影响最小。

氟硅橡胶超弹性本构模型评估与选取

针对氟硅橡胶(FSR)材料超弹性力学参数匮乏问题,对其进行单轴拉伸(ST)、平面拉伸(PT)和等效等轴拉伸(ET)3种基础力学试验,采用5种超弹性本构模型拟合试验数据并对比拟合效果。结果表明:同时考虑拟合优度(R^(2))和均方根误差(RMSE)两方面,5种超弹性本构模型中Yeoh(N=3)模型对3种拉伸试验数据拟合效果最佳;纳入相对偏差后,Yeoh(N=3)模型仍能表现出优异的拟合效果。该工作对超弹性本构模型的选取和模拟橡胶材料的应力-应变关系具有重要参考意义,可应用于材料制备、特性预测、结构设计和多尺度模拟等方面。

自由射流涡环的形成演化及空化现象

自由射流在淹没状态下产生涡环是流体力学中的常见现象,在高雷诺数时涡环的涡核区域会产生空化现象。通过大涡模拟方法进行数值模拟,研究了两种典型雷诺数下涡环的形成与演化过程,结果表明:雷诺数Re=3000时,涡核区域没有空化现象产生,此时涡环为纯液相涡环;雷诺数Re=160000时,在涡环的涡核区域产生了空化现象,此时涡环为气液两相涡环;通过分析流场的压力分布和蒸汽体积分数分布,找到了涡环发生空化现象的空化压力。

阶梯式涡流场涡运动特性研究

针对收缩管内收缩截面处复杂的流动情况,运用Fluent中的LES湍流模型,模拟了不同雷诺数、不同突缩比下收缩管内的流动状态,分析了不同流动状态下收缩截面下游涡流区的形成过程,通过监测下游的压力变化,探究了涡脱频率的影响因素。结果表明:在层流状态下,涡流区内仅存在一个回流涡结构,流动稳定,不存在涡脱现象;在湍流状态下,涡流区的长度不稳定,涡流区中存在多个涡结构,脱落涡在合并多个主涡后从涡流区脱出;脱落涡的强度及涡脱频率随雷诺数的增大和突缩比的减小而增大。

角型空化喷嘴撞击流流动特性研究

为探究空化撞击流条件下流体的流动特性,本文利用Fluent数值模拟软件考察了单喷嘴入口压力及靶距对空化射流轴心线上冲击压力、射流轴心线上速度分布,喷嘴入口压力为10 MPa时冲击靶面上径向压力分布、喷嘴出口处流线分布、湍动能及空化效果;确定了角型空化喷嘴的最优撞击喷距,模拟了空化撞击流撞击性能、撞击面湍动能及速度分布。结果表明,当空化撞击喷嘴间距在10 d时,空化撞击效果良好;空化撞击流撞击面上径向速度分布及湍动能分布呈m型,在撞击区呈较大的速度梯度,及湍动能大且集中的湍流区,有利于空化撞击区流体的混合;在撞击区,相向的空化射相互撞击,产生强烈的压力波动,大量空泡随射流到达撞击面,聚集在碰撞面两侧溃灭。

不同激光焊接工艺对6005A-T6系铝合金焊接接头高应变速率性能的影响

文中主要以3 mm厚6005A-T6铝合金对接接头为主要研究对象,采用激光填丝焊、激光-MIG复合焊、激光-CMT复合焊3种焊接工艺对其进行焊接,对焊后试样进行高应变速率下单向拉伸试验,得到高应变速率下的真应力-真应变曲线,对拉伸断口进行了SEM分析,对比3种焊接工艺下的高速拉伸性能,拟合3种焊接工艺塑性变形段Johnson-Cook本构方程曲线。研究结果表明,在200s^(-1)高应变速率下,激光填丝焊接头的抗拉强度最高,而激光-MIG复合焊、激光-CMT复合焊较激光填丝焊的抗拉强度略低;断裂方式均为韧性断裂;3种焊接工艺的Johnson-Cook本构方程曲线与试验曲线拟合较好,可以很好的描述3种焊接工艺在高应变速率下流变应力变化。

射流涡环喷嘴出口角度对涡环特性的影响

空化射流喷嘴处理化工废水在近年来已成为相关热点研究问题,但传统射流技术相较于新型射流耦合应用存在一定局限性。涡环是自然界中常见的一种涡运动形态,对于整个湍流研究都具有重要意义,尽管涡环在自然界中比较容易产生,但真正应用于工程实际的涡环技术却比较少,因此将涡环技术及射流喷嘴相结合的喷嘴形式具有一定新颖及实用性。本文拟采用数值模拟的手段,对射流涡环喷嘴进行数值模拟分析,探讨了不同出口角度对涡环物理特征及传播特性的影响。

铝合金白车身模态及刚度分析

通过有限元分析法,对某铝合金白车身结构总成进行了模拟分析。白车身弯曲刚度为8571N/mm,扭拧刚度为22575N·m,并分析了白车身的前五阶模态,其第一阶模态频率为25.4Hz,处于发动机激励范围之内。因此,以除了第一阶模态频率外的其它各阶固有频率作为约束函数对白车身内板材进行第一阶模态灵敏度分析,并以灵敏度计算结果对板材进行了厚度优化,铝合金白车身的第一阶模态频率上升至30.0Hz,脱离了发动机激励范围,提高了白车身的NVH性能。

风琴管喷嘴内流场的数值模拟及分析

以风琴管喷嘴为研究对象,基于k-ε模型,应用Fluent软件进行数值模拟,分析风琴管喷嘴内流场的分布规律,结果表明,流体流经合适收缩截面后压力场和速度场发生明显改变,并出现“缩脉”现象,在收缩截面后方近壁面处出现旋涡,由此产生一个低速低压区。同时,总结了两收缩面后方流场的异同点,研究了收缩面形状及流道直径比对流场产生的影响。

角型空化喷嘴数值模拟

为了研究角形空化喷嘴对水射流空化的影响,首先从喷嘴流速的理论出发,分析了流速与喷嘴内外压强之间的关系。再利用Fluent流体力学模拟软件,采用多相流模型与Realizablek-ε湍流模型对喷嘴的内外流场进行了数值模拟。最后以蒸汽体积分数的高低作为判断空化程度强弱的依据,探究喷嘴内的局部压力与空化程度的关系。研究结果表明:射流经过喷嘴时,其空化最先发生在喉道与扩张角壁面相交的界面处;在扩张角区域内,压力越低处其空化程度越高,且最大蒸汽体积分数出现在壁面附近的压力最低点处。

旋转式空化射流发生器的数值模拟分析

为研究旋转式空化射流发生器的空化效果,对其进行了三维模型的建立并对内部流场进行了数值模拟。分析了其含气率分布云图、压力分布云图以及速度分布云图。模拟结果表明:在流场内部,最大含气率在叶轮入口处叶片背部达到最大,最大含气率为0.904,故空化发生的位置主要分布在入口处叶片的背面,此时的最大负压为-1.417×10~5Pa,最大速度为31.27m/s。

玻璃渣性质对熔炼富集法回收废催化剂中钯的影响

利用热化学软件FactSage6.4计算了SiO_(2)-CaO-Al_(2)O_(3)渣系的等温相图,进而通过固定辅料MgO的含量为8%(质量分数,下同)并控制Al_(2)O_(3)含量低于35%,可以得到合理的玻璃渣系液相区温度和矿物学物相组成。采用旋转柱体法和模拟计算相结合的方法研究了温度、二元碱度w_(CaO)/w_(SiO_(2))和Al_(2)O_(3)含量对SiO_(2)-CaO-Al_(2)O_(3)-MgO熔渣黏度的影响。依据单因素实验结果可知,随温度逐渐升高、Al_(2)O_(3)含量由15%增加至35%以及二元碱度由0.3增加到1.0,熔渣粘度呈减小的变化趋势。通过以铁作为捕集剂的熔炼实验可知,钯的回收率随着废催化剂在物料体系中质量分数的增加而增大,但随着持续增大二元碱度和升高温度,其先增大而后减小。采用选取的Pd/Al_(2)O_(3)废催化剂和实验优化后的玻璃渣组分进行回收实验,即Al_(2)O_(3)和MgO含量分别约为30%和8%、二元碱度为0.5,钯的回收率可达99%,玻璃态尾渣中钯的残留量小于4.50 g/t。

无焰燃烧发展及研究现状

无焰燃烧是一种同时具备高效和低排放特点的燃烧技术,然而传统实现无焰燃烧所需的高温预热空气及高速射流两大重要条件,提高了整体工业设备实现无焰燃烧的复杂性,限制了该技术在更广阔领域的发展。本文综述了无焰燃烧燃烧机理与特性的研究发展,并提出了未来可能的发展趋势。分析发现:高温预热空气并不是实现无焰燃烧的必要条件,而通过高速射流提高炉内烟气循环率却必不可少;使用EDC模型结合GRI 3.0反应机理能在数值模拟中得到贴合实验数据的结果;气体、液体及固末燃料均可实现无焰燃烧,使用CH/H混合气体实现无焰燃烧可在提升燃烧稳定性的同时依旧保持低排放的特点;炉膛结构可很大程度上影响炉内流场进而影响无焰燃烧效果。因此,研究无需预热的无焰燃烧系统在降低工业成本的同时可增大燃料种类的选择性,通过设计合理的炉膛结构,营造良好的炉内流场在强化无焰燃烧效果的同时可一定程度降低对初始射流速度的要求,研究CH/H混合气体的燃烧机理具有十分重要的意义。