抽吸孔排列对喷气涡流纺喷嘴流场影响的数值模拟

为探究抽吸孔排列参数对负压抽吸式喷气涡流纺包芯纱成纱过程与质量的影响规律,建立喷嘴气流场的计算流体动力学模型,对抽吸孔周向列数与抽吸孔轴向间距对气流流动特性的影响进行数值模拟研究,并与纺纱试验结果进行对比分析。结果表明:成纱过程中落纤量的大小受锭子中引纱通道入口端面处气流轴向速度和径向速度的方向和大小影响显著,落纤量随该处气流轴向和径向速度值的增大而降低;成纱断裂强度受锭子入口附近抽吸孔中气流径向速度大小的影响较大,成纱断裂强度随径向速度的增大而提高。抽吸孔周向列数为3列和4列时落纤量均低于2列时,但抽吸孔周向列数为2列时成纱断裂强度最高;当抽吸孔轴向间距从1 mm增加至2 mm时,落纤量与成纱断裂强度均明显增加。抽吸孔排列参数对包芯纱成纱过程落纤量与成纱断裂强度影响的数值模拟结果与前期纺纱试验结果较为一致,为揭示参数对喷气涡流纺成纱过程与质量的影响机制提供了可行的方法。

群组吸孔气吸式芹菜排种器设计与试验

气吸式排种器可实现小颗粒种子的精密排种,但芹菜种子球度较小,且农艺要求一穴多粒,成为芹菜气吸式排种器精量排种的难点。为此本文基于CFD流体仿真,结合多因素、多水平试验分析及验证等方法,设计一种群组吸孔的气吸式芹菜精量排种器。以西芹“文图拉”芹菜种子为研究对象,首先,根据芹菜种子三轴尺寸,确定吸孔形状及尺寸;其次,通过CFD流场仿真研究不同吸孔分布结构下吸孔负压并确定群组吸孔数量;再次,通过理论分析推导确定最低吸种负压;最后,以气室真空度、种盘转速、吸孔分布结构为试验因素,以漏播率、重播率、合格率为试验指标,进行三因素三水平正交试验。通过极差分析和方差分析确定了影响排种性能的主次因素与最佳参数组合。结果表明:气吸式芹菜精密排种器较优组合参数为气室真空度-4 kPa、种盘转速20.75 r/min、吸孔分布结构为正等边三角形,此时播种合格率为88.9%,漏播率为5.1%,重播率为6.0%。田间试验结果为:合格率83.48%,重播率9.15%,漏播率7.37%。本研究实现了气吸式芹菜精密穴播,可为一穴多粒球度较小的小颗粒种子精量排种器设计提供参考。

水稻气力式排种器群布吸孔吸种盘吸种精度试验

为实现杂交水稻(3～4)粒/穴精量直播要求,设计了一种用于水稻气力式精量穴播排种器的具有群布吸孔的吸种盘。以培杂泰丰种子为对象,采用4×24正交试验设计的方法,对吸室真空度、吸孔直径与清种对吸种盘吸附精度的影响进行了试验研究。结果表明,真空度、孔径、清种对吸种精度有影响。3因素对平均穴播种量的影响顺序为孔径>清种>真空度;对≤2粒/穴率的影响顺序为真空度>孔径>清种;对(3～4)粒/穴率的影响顺序为孔径>清种>真空度,对≥5粒/穴率的影响顺序为孔径>清种>真空度。在真空度3.2kPa、孔径1.5mm和采用清种装置的最佳参数条件下,≤2粒/穴率为8.27%,(3～4)粒/穴率为81.87%,≥5粒/穴率为9.86%。试验结果显示群布吸孔吸种盘吸附精确性较高,可应用于水稻精量穴播。

新型组合吸孔式小麦精密排种器性能的试验研究

在室内试验和田间试验的基础上 ,探讨了新型组合吸孔式小麦精密排种器的排种性能 ,分析了排种器转速、拖拉机前进速度以及投种高度等因素对其排种性能的影响。试验结果证明 ,新型组合吸孔式小麦精密排种器实现了单粒精密播种 ,粒距合格指数达到 5 2 %以上 ,粒距变异系数小于 2 9% ,拖拉机前进速度可以达到 6 km/ h,完全符合小麦精密播种的农业技术要求。

气吸式排种器吸孔气流场的有限元分析

运用ANSYS有限元分析软件对影响气吸式排种器吸种效果的吸孔气流场进行了仿真和试验研究。仿真分析了吸孔形状、孔径及吸种导程对吸种效果的影响,并在排种器试验台上对仿真结果进行了验证。结果表明:吸孔直径越大,吸种效果越好;锥形孔的吸种效果优于直孔和沉孔;吸孔导程对吸种效果影响不大,只起到了调整和稳定气流的作用。

新型组合吸孔式小麦精密排种器运动学与动力学特性的研究

以研究适合大田生产的气吸式小麦单粒精密播种机为目标 ,改进了用于小区播种的组合吸孔式排种器的结构 ,采用三段圆弧构成螺旋吸槽的曲线方程 ,分析了种子在此曲线方程上的运动学和动力学特性 ,从理论上描述了组合吸孔完成吸种、清种和输种的全过程 ,认为组合吸孔具备清种功能的原因在于组合吸孔的运动速度、面积和形状的变化 ,种子在吸种区内受到的种子之间的内摩擦力是最大外力 ,从而确定了组合吸孔式排种器吸室临界真空度的计算方法。

吸盘式水稻育秧播种器吸孔气流场仿真分析

为分析吸盘式水稻育秧播种器工况参数和吸孔结构参数对种子吸附性能和吸孔堵塞的影响,运用ANSYS12.0/Fluent软件对3种形式的吸孔在不同边界条件下的气流场进行仿真分析。数值模拟正交试验和单因素试验分析表明吸孔导程对吸孔吸种空穴率和重吸率的影响较小,但减少吸孔导程有利于减少吸孔堵塞;吸种孔最大吸种距离在2mm左右;仿真结果与室内试验结果吻合。该研究对吸盘式水稻育秧播种器吸种孔优化设计和工作参数选择有参考价值。

抽吸孔对旋流和冲击冷却流动传热特性的影响

针对旋流和冲击冷却流动的不同传热特性,建立了简单旋流、复合旋流、简单冲击和复合冲击冷却模型,并在相同涡轮叶片前缘几何腔体和气动条件下进行了数值研究,得到了4种模型下的流线结构以及压力和传热系数分布。研究结果表明:旋流和冲击冷却流动存在明显差别;旋流冷却冷气通过喷嘴沿切向高速射入腔体,形成旋转流动,壁面处冷气压力高,靠近腔体中心线处压力低;冲击冷却冷气通过冲击孔高速垂直射入腔体并冲击在靶面上,在靶面撞击点附近形成压力尖峰区域。显然,旋流和冲击冷却的传热特性存在差异。旋流冷却冷气强烈冲刷腔体壁面,减薄热边界层厚度,形成带状高传热区域;冲击冷却冷气强烈撞击靶面,破坏撞击点附近热边界层,形成圆形的高传热区域。旋流冷却传热分布更均匀,抗横流冲击作用更强。对于旋流冷却,抽吸孔强烈扰动冷气的旋转流动,使带状高传热区域扩大,平均传热强度增大4.5%;对于冲击冷却,抽吸孔对冷气流动结构影响较小,传热强度提升不显著。

抽吸孔数目对孔式机匣处理方式效果的影响

试验与数值计算表明,孔式机匣处理方式可以有效扩大半开式离心压气机的稳定工作范围并且在大部分工作范围内不会显著降低压气机的效率。数值计算结果同时表明,抽吸孔数目改变对采用孔式机匣处理方式的压气机整体性能影响不大,受影响相对比较明显的性能参数是堵塞裕度。对于抽吸孔总数为48、64及80三种情况,抽吸孔数目增加时,压气机的失速裕度略有下降,最高效率也略有降低,但下降量均非常小,这主要是因为抽吸孔数目增加时,相邻抽吸孔对彼此的流动产生一定的抑制作用;与之相反,抽吸孔数目增加时,压气机的堵塞裕度及大流量工况下的效率则略有增大,这主要是由于大流量工况下孔式机匣处理结构的作用效果与机匣处理结构内的总旁通流量有关。

组合吸孔气吸式排种器研究

简述了组合吸孔气吸式排种器的构造及工作原理;通过回归分析,建立了种子在排种器内的运动方程式,在此基础上,对种子在排种器内的运动及受力进行了分析,同时探讨了影响排种性能的几个主要因素。

抽吸孔对交叉肋冷却通道内部流动和传热的影响

为了研究燃气轮机涡轮叶片内部结构的冷却性能,本文采用基于雷诺平均的数值计算方法,获得交叉肋冷却通道内部流场和传热系数分布。研究结果表明:抽吸效应在孔附近产生很强的传热区域,可以改变子通道内的流动结构。子通道内的强制纵向涡是通道整体传热得到强化的重要因素。孔的位置分布对内部流动和传热的影响最大。25%的抽吸量就能够维持交叉肋通道的良好的冷却性能,通过合理布置抽吸孔能够提高交叉肋通道的综合热效率。

气吸式小粒径种子排种器吸孔清理装置设计与仿真

针对气吸式小粒径种子排种器在实际工作中经常出现吸孔被种子脱皮、碎屑堵住的现象[1],提出了3种结构的吸孔清理装置。同时,利用Solid Works进行三维建模,FLUENT进行气流场仿真模拟,得出结论:T型结构不利于种子及残渣回落;Y型结构易形成回流,影响种子及残渣的收集;坡型结构导致残渣无法完全落入收集器。最终设计出了一种综合性能最好的吸孔清理装置的结构—半坡型结构,不仅增强了清理效果,而且残渣回落后不易回流进入吸气通道。该设计对避免气吸式小粒径种子排种器排种盘堵塞的问题,保证排种器排种效率,提供了一定的理论参考。

种子在吸孔气流作用下受力的数学模型及其试验研究

本文着重研究气吸式排种器吸种过程中种子上受力的变化与吸孔距离的关系。通过流场的复势概念推导出种子受力的数学模型;利用相似模型试验方法测得了种子距吸孔间距离和种子在气流作用下所受力之间的关系。理论计算结果与实测结果基本一致,可供有关研究者参考。

不同抽吸孔布局的进气道抗反压能力机理分析

基于雷诺平均数值计算方法,针对进出口面积相等的两种布局抽吸孔设计,分析了超声速进气道在不同反压比的进气道流场特性,尤其是不同压比条件下抽吸孔内的流场变化情况,获得了进气道从起动到不起动的抽吸孔内的流场变化及壁面压力分布。结果表明:随着反压比的增大,在进气道喉部区域形成较强的密度梯度;模型-1的正激波传播到进气道唇口区域,正激波使得马赫数降低到0.68,抽吸孔进口壁面出现分离现象,分离引起的再附激波使得马赫数增加到1.37,进气道是起动状态;而模型-2在压比等于15.1时,抽吸孔左侧壁面出现较大的分离包,进气道唇口出现溢流,进气道出现不起动现象。

不同抽吸孔布局的进气道数值模拟机理分析

采用标准k-ωSST湍流模型数值计算方法,针对2种不同抽吸孔布局的超声速进气道数值进行了模拟机理分析。结果表明:在抽吸孔前缘引起的膨胀波与唇口反射激波相交,马赫数增加;模型-1在抽吸孔内形成循环涡流,马赫数增加到3.6,并在抽吸孔内多次反射,在抽吸孔出口的马赫数降低;而模型-2由于在受到剪切层的影响,在抽吸孔内形成循环涡流变成亚声速区域;在抽吸孔后缘形成强压缩波,与进气道反射激波多次相交,模型-2的进气道上壁面下游的压力整体趋势大于模型-1的壁面压力。

气吸式三七播种器吸孔流场仿真研究

吸孔是滚筒在工作过程中使滚筒内产生负压并实现精密播种的核心部件,其在工作过程中的工作性能直接影响播种的效率和质量。为此建立3种不同的吸孔模型(直孔、T型孔、锥形孔)、不同的吸孔直径,利用CFD理论和数值模拟方法对3种不同的结构进行数值模拟仿真,分析不同种类吸孔的流场、相同吸孔不同直径对流场的影响以及吸孔对空心轴内的流场情况;将影响播种效率的不同条件进行动态组合,并分析其最优组合。得到锥形吸孔由于其独特的几何形状,吸附性能强于其他2种吸孔类型,吸孔之间空气流场不会产生相互干涉。实验结果表明,当滚筒转速为10 r/min、吸孔直径为1.5 mm、压力差为5 k Pa时的组合为最优组合,此时的播种效果最好。

AB-8大孔吸附树脂分离长瓣金莲花总黄酮

研究了AB-8大孔吸附树脂对金莲花总黄酮的吸附和解吸特性,并比较了AB-8树脂与聚酰胺对金莲花总黄酮的纯化能力.结果表明,经AB-8树脂纯化的总黄酮纯度为38 9%,比粗提物的总黄酮纯度提高了2 88倍;且其纯化能力与聚酰胺相当.

端壁采用孔式抽吸对扩压叶栅气动性能的影响

为明晰孔式附面层抽吸技术对压气机叶栅气动性能的作用效果,实验研究了在端壁不同位置设置抽吸孔时对大折转角扩压叶栅壁面流谱、出口二次流及损失的影响。研究结果表明,端壁抽吸改变了原型叶栅内部流场结构,角区分离起始点前进行附面层吸除可有效延缓通道涡的形成,降低叶栅损失;分离起始点之后角区分离已经充分发展的位置不宜布置抽吸孔;相比较抽吸槽,采用抽吸孔可以通过更少的抽吸量达到相同程度地对叶栅流动性能的改善。

采用附面层抽吸孔改善高负荷扩压叶栅性能的研究

通过试验和数值模拟的方法,以高负荷大弯角扩压叶栅为对象,研究了附面层抽吸孔对损失的控制作用.试验工作中,采用五孔L型探针测量叶栅出口截面气动参数.试验和数值模拟结果得出相似的结论,结果表明:孔式附面层抽吸可以较大幅度地提高扩压叶栅的气动性能,控制流道内的流动损失;出口截面高损失区域缩小,并向下端壁靠拢,流道中部损失减小明显,但对角区的作用并不显著;增加抽吸量对叶栅气动性能的提高并不明显,大抽吸量时反而增加了局部区域的流动损失.

气吸式谷子排种装置吸种孔的结构设计与试验

为实现气吸式谷子排种装置的精少量穴播,解决播种时伤种、吸种孔堵塞、成穴性差等问题,在研究了谷子机械物理特性的基础上,对气吸式排种装置的排种盘进行了设计,设计了圆柱孔、倒角截顶圆锥体孔、截顶圆锥体孔和四棱台孔4种结构,并对排种装置进行了谷子排种效果对比试验以及排种性能试验。试验结果表明,在所设计的多种排种盘结构中,吸种效果最好的排种盘吸种孔为四棱台结构,堵塞情况最少,相对成穴性最好,此时平均穴粒数3.3个,穴粒数合格率89%,穴距合格率94%,平均成穴距离1.24 cm。同时确定了排种器的最佳工作参数:真空度?2 k Pa,排种轴转速28 r/min。初步实现了采用气吸式排种装置下的谷子精少量穴播,对以后设计谷子精密排种装置及相关研究提供参考。