Experimental research on air film formation behavior of air cushion belt conveyor with stable load

In this paper, the air film formation behavior of air cushion belt conveyor with stable load is studied. The air cushion field is analyzed by means of theoretical derivation, numerical simulation and experimental research. An intelligent experiment platform is developed. Three dimensional pressure distribution of air film and the air film thickness distribution along the conveyor belt in the width direction are obtained. The experimental result is analyzed by comparing with theoretical calculation and numerical simulation. The numerical and theoretical results are in good agreement with those obtained from experiments. The air film formation behavior pattern of air cushion belt conveyor with stable load is presented. The optimized film thickness and pore distribution are obtained based on the comprehensive energy consumption. This study provides a basis for the optimization design of air cushion belt conveyor.

智能化气垫带式输送机性能测试平台设计

该文设计了一种智能化气垫带式输送机性能测试平台,通过调节气室入口的风压、风速,气孔排布方式、孔径及孔间距,可探究气室气压、气膜边缘风速及气膜厚度的变化规律。平台基于可控文丘里装置的反馈系统控制气垫带式输送机的气流,实验平台可以反映输入气流参数与形成气膜参数之间的耦合关系,将抽象的相关知识具象化,加深学生对气垫式输送装备的理解。

气垫带式输送机供气方式改进

气垫带式输送机因为将传统滚动摩擦替换为空气摩擦,所以总功率应该小于普通带式输送机,然而实际中功率消耗并不小。存在原因有供风方式不合适,造成很大的能量损耗,甚至出现空载飘带现象。通过改变供风方式,可以合理控制风压和风量,使输送带能够平稳支撑并运行。在保证气室大小及形状及总流量不变,只改变入口数量的情况下,通过ANSYS分析不同供气情况下气膜的压力分布情况,结果显示分流后气膜压力显著增大。

气垫压带输送机凸弧段分析研究

垂直气垫压带输送机的技术要点为压紧力的大小和凹凸弧段气膜的承载力。凹凸弧段气室提供的气膜承载力能否满足输送要求是凹凸弧段能否使用气室替代托辊的关键。文中通过对凸弧段进行受力分析,推导出输送带张力和气膜承载力的公式,改变气孔排数,选择正压区域5排、7排、9排气孔的双圆弧气室进行仿真,比较总压压力云图和正侧压承载力。结果表明:5排气孔的双圆弧气室内流量损失减少,气膜稳定,承载力较大。

气孔分布对气垫带式输送机性能影响的数值模拟

气垫带式输送机应用于输煤系统可以提高输煤的安全性和稳定性,而气孔分布方式对输送机性能影响显著。针对一个带有完整双圆弧气室的气垫带式输送机开展了数值模拟分析,模拟采用先进的尺寸自适应模型、动网格技术和六自由度模型,预测了输送带和物料在气膜作用下的抬升过程。通过与实验数据进行对比,验证了数值模拟的准确性。通过进一步模拟不同气孔分布方式的工况,获得了输送机气膜内的流场特征和压力分布特征。在开孔列数交错排列时,输送机的空气消耗量更少,气膜内压力分布更均匀。研究结果对气垫带式输送机的进一步优化设计具有重要意义。

一种永磁磁垫式带式输送机的气隙特性研究

针对一种新型低阻力磁垫带式机输送运动稳定性问题,对其磁性输送带—永磁体支撑系统的气隙特性进行研究。建立了其永磁支撑系统三维简化力学模型,在合理假设的基础上,利用Maxwell方程推导出了悬浮力、磁阻力、侧向力的数学表达式,分析了永磁系统的气隙特性,并对不同气隙条件下永磁支撑系统进行有限元仿真,近而得出了气隙与磁通密度的近似关系。仿真结果表明,永磁支撑系统在合适气隙条件下,可以产生较大磁通密度,实现系统悬浮的稳定性,且永磁体中部产生的磁通密度最大,有利于带式输送机的物料运输;在一定条件下,气隙与磁场强度呈非线性关系,随着气隙增大,磁场的强度整体呈减小趋势。

水垫带式输送机水垫压力场的计算模拟与实验研究

建立水垫流场的二维雷诺方程,利用CFD软件对不同情况下的水垫压力场进行数值模拟。数值计算结果表明,水垫压力场主要是由喷嘴喷出的水产生的静压力组成。水垫压力随着喷嘴直径的增大而增大,喷嘴错位布置比平行布置方式能一定程度上提高水垫带式输送机的承载能力;喷嘴排数和列数也影响着水垫压力的大小和稳定性。研制了水垫带式输送机静态模拟试验台,对喷嘴直径、排列方式相同的情况下对不同载荷的水垫压力场进行实验研究,得到水垫流场的压力分布。与数值模拟结果比较表明,理论计算结果基本反映了水垫流场压力分布的主要特征,为进一步研究水垫带式输送机提供了参考。

水垫带式输送机设计原理及基本参数的研究

为了进一步完善水垫带式输送机的设计,对其基本参数之间的关系进行了研究.根据润滑理论对水垫带式输送机设计原理进行了分析,推导出水垫带式输送机的水垫雷诺方程.以水垫雷诺方程为基础,系统地分析水垫压力、水泵压力、工作液体流量和阻力、盘槽喷嘴布置等水垫带式输送机的基本参数,得到了相应的计算原则和方法.研究表明:水垫带式输送机的承载能力是由动压效应、挤压效应、加质作用3部分组成;由于挤压效应的存在,输送机在间断和不均匀给料的工况下仍可正常工作;最佳的喷嘴布置方案是采用不等排距、不等孔距、不等流量.

气垫带式输送机气垫流场理论基础与三维数值模拟

为了弥补气垫流场理论研究的不足,对气垫气孔附近和横截面宏观出流的理论作了研究,并运用CFD软件,采用标准K-ε湍流模型对实例进行模拟验证,结果表明理论解释与模拟结果基本相符。通过对同一实例5种气孔布置的数值模拟,给出气孔的最佳布置方式,为气垫输送机的设计工作,提供理论依据。

水垫带式输送机水垫压力场数值模拟

在对水垫带式输送机压力场理论研究的基础上,建立了水垫压力场的数学模型.用Flu-ent 6.1软件对水垫压力场的分布进行了数值模拟.研究结果表明:与传统的喷嘴平行布置方式相比,改进的喷嘴错位布置方式能够大幅度地提高水垫带式输送机的承载能力;减小排距和列距可以改善水垫压力场的均匀稳定性;提高带速或者增大喷嘴直径都可以提高水垫压力场的压力值.

水垫带式输送机关键设计参数的研究

水垫带式输送机是一种新型的连续运输机械,从水垫带式输送机的基本结构出发,对水垫带式输送机的关键设计参数进行研究,这些参数主要包括盘槽的半径、盘槽喷嘴的直径及其布置方式、驱动装置的功率及水泵的型号等,通过研究计算,得出这些参数的值及它们之间的关系。

气垫带式输送机气垫横向出流理论模型的研究

以流体力学缝隙流流动理论为基础,给出气垫横向出流简化的N-S二维流动方程和连续方程,并对气垫缝隙流的具体流动模型展开了讨论。目前一些文献多将气垫简化为平行平板缝隙流流动模型,基于气垫厚度沿横截面分布的研究,本文提出了斜平板缝隙流流动模型。给出2种模型的气垫压力分布曲线,运用CFD软件对2种模型作了数值模拟,结果表明由斜平板得到的气垫压力分布曲线与静力平衡得到的更接近,所以用斜平板缝隙流流动模型来解释气垫横向出流比平行平板流动模型更合理。

气垫带式输送机气垫压力场研究与数值模拟

给出不同盘槽位置角气垫压力的计算公式和气垫压力的理论分布曲线,引入气垫压力的实验研究方法。运用FLUENT软件,对实例中的气垫流场作了数值模拟,分别给出相同气垫不同开孔直径气垫压力分布曲线,相同孔径、相同形状、不同厚度气垫压力分布曲线和相同孔径、不同形状气垫压力分布曲线;给出理论计算与模拟结果对比情况。

水垫带式输送机的润滑机制研究

为了提高水垫带式输送机的承载能力,对其润滑机制进行研究。由纳维-斯托克斯方程着手,根据流体润滑理论推导出水垫带式输送机水垫的雷诺方程,建立了水垫的数学模型。该方程是水垫带式输送机润滑理论的基础,其物理意义就在于将水垫的压力、流量、速度以及水垫厚度联系在一起。结果表明,输送机水垫的承载能力是由动压效应、挤压效应、静压作用3部分组成,其中起主要作用的是静压作用,动压效应的存在提高了水垫的承载能力。

水垫带式输送机水膜承载能力的有限元分析

研究了喷嘴直径、分布形式等设计参数对水垫带式输送机承载能力的影响。将水垫带式输送机的水膜承载问题简化为以雷诺方程表示的二维流体润滑问题,运用有限元法和适当的边界条件,计算得出了不同设计参数情况下的水膜承载能力,并对计算结果进行了分析比较。结果表明:喷嘴直径一定时,承载量随供水压力的升高而增大,随水垫厚度h的增大而降低;供水压力一定时,承载量随喷嘴直径的增加而增大,随水垫厚度的增大而下降;喷嘴直径和供水压力一定时,当喷嘴排数增加时,压力分布曲线向外凸起,而当喷嘴排数减少时,压力分布曲线向内收缩,由于此压力分布曲线应与载荷分布曲线相一致,因此喷嘴的排数应按物料在传送带上不同的堆积形式作出相应的选择。

气垫带式输送机专用风机的研制

阐述了现行国内气垫带式输送机设计选型时,供风系统主参数与选用风机参数匹配不合理,使风机运行在低效区的现象;应用模糊评判方法计算供风系统主参数,得到供风系统主参数及关系曲线;应用直方图分析法确定供风系统所需风机的比转数;进行了气垫带式输送机专用风机的设计,并对研制的专用风机样机进行了空气动力性能试验和现场工业试验。

气垫带式输送机气垫压力场研究与数值模拟

给出不同盘槽位置角气垫压力的计算公式和气垫压力的理论分布曲线。运用FLU-ENT软件,对实例中的气垫流场作了数值模拟,分别给出相同气垫不同开孔直径气垫压力分布曲线,相同孔径、相同形状、不同厚度气垫压力分布曲线和相同孔径、不同形状气垫压力分布曲线。给出理论计算与模拟结果对比情况。

多排孔气垫带式输送机气垫流场动力学分析

利用ANSYS/FLOTRAN软件对气垫带式输送机气垫流场的动力学状况进行了数值模拟分析,得出了不同条件下多排孔气垫流场的压力、速度及能量损失分布规律,为气垫带式输送机设计及运行监控提供了理论依据。

悬浮式物料输送系统的动态激励特性

为确保悬浮式物料输送系统能够稳定运行,以其动态激励为研究对象,对悬浮段输送带进行了理论分析,搭建了动态实验平台.进而,基于实验平台研究了不同工况下动态激励对气膜形成行为的影响,并应用控制变量法得到了落料激励和动态运行条件下输送带的动态响应特性,最后研究了综合激励下输送带的振动特性,为该系统在高速重载情况下平稳运行提供了理论依据.

气垫带式输送机气垫压力场数值模拟研究

为进一步了解气垫带式输送机气垫压力场的形成机理,对气垫压力场进行了数值模拟研究。在对气垫带式输送机压力场理论研究的基础上,建立了气垫压力场的数学模型。利用FLUENT6.1软件,对气垫压力场的分布进行了数值模拟。研究结果表明:改进的气孔错位布置方式与传统的气孔平行布置方式相比,能够大幅度的提高气垫带式输送机的承载能力;减小排距和列距可以改善气垫压力场的均匀稳定性;提高带速可以提高气垫压力场的压力值。