基于ARIZ的复合式旋流器结构布局优化及创新研究

描述了ARIZ算法用于解决产品复杂问题的流程,提出了从产品问题分析到方案解获得的整个设计过程.复合式旋流器的创新设计主要集中在静态旋流单体、旋转栅、溢流系统和供液及分离结构配置等方面.介绍了复合式旋流器工作原理,应用计算机辅助设计软件Pro/Innovator 5.0建立了复合式旋流器组件模型.研究发现,该装置能量损失大和分离效率低的主要原因是结构设计和布局不合理.利用ARIZ算法流程,发掘出一种有效的分离结构设计和布局方案.复合式旋流器分离结构配置方案的创新设计验证了ARIZ算法在解决产品复杂问题方面具有通用性与高效性.

复合式水力旋流器内部流场的数值模拟

复合式水力旋流器是综合了动态和静态旋流器各自优点的新型水力旋流器。采用修正的RNGK ε模型,对复合式水力旋流器内部流场进行了数值模拟。计算结果与实验所得数据基本吻合,证明了模型和算法的正确性。其中,轴向速度和切向速度的数值模拟结果和实际测量结果非常接近;在器壁附近的外自由涡区,切向速度的数值计算与实际测量数值基本一致。对径向速度分布规律的模拟将有助于对旋流器的结构及性能的分析,所建立的数学模型和所使用的计算方法为进一步研究复合式水力旋流器的分离机理、流场特性及结构优化设计提供了一条有效的途径。

含油水处理用复合式水力旋流器研究进展

复合式水力旋流器是一种将动态与静态旋流分离技术有机结合在一起 ,而获得强大惯性离心力的含油水高效处理新型设备 ,其主要特点是旋流强度大、液流压力损失较低、振动幅度降低、分离效率更高 ,且处理量在较大的变化范围内有很好的处理效果。介绍其结构设计、分离机理及影响因素等方面的研究进展 ,设计了合理结构的样机。

复合式水力旋流器油水分离实验研究

复合式水力旋流器将动态与静态旋流分离技术有机地结合在一起 ,具有动态与静态水力旋流器的双重优点。这种旋流器由动力组件 (包括电动机、空心驱动轴、旋转栅及溢流嘴等 )、静态旋流单体、入口腔、底流腔及溢流腔等部分组成。对额定处理量为 8m3/h样机的分离特性测试表明 ,当电动机驱动轴转速低于 30 0 0r/min时 ,入口压力为 0 10～ 0 35MPa ,底流压差为0 0 5～ 0 2 0MPa ,处理量为 3～ 10m3/h ,选用单螺杆泵增压和离心泵增压两种方式 ,分离效率分别为 97%和 84 % ,均取得满意的分离效果。

脱油型复合式水力旋流器操作参数优选

流量、电动机转速及分流比是影响复合式水力旋流器分离特性的主要操作参数.采用正交试验方法,优化了复合式水力旋流器操作参数,得出了操作参数影响分离特性的主次关系,确定了最佳工作区间及最佳操作参数.试验结果表明:影响该旋流器分离特性的主次因素为流量、电动机转速和分流比;最佳操作参数中处理量为5.5 m3/h,电动机转速为1 734 r/min,分流比为5%;最佳工作区间中流量为5.0~6.0 m3/h,电动机转速为1 700~2 023 r/min,分流比为5%~15%.

复合式水力旋流器径向压力分布及单体生产能力的确定

针对复合式水力旋流器的工作原理,在组合涡分离理论的基础上,研究了复合式水力旋流器强制涡域和半自由涡域内的径向压力分布情况,并以此为依据推导出复合式水力旋流器单体的生产能力通式。

产品创新功能结构特征建模方法

简要分析并描述了概念设计中产品创新的多种功能结构特征建模表示方法.采用1种基于作用流的产品结构特征建模方法,对产品创新概念设计功能结构特征进行建模.以复合式旋流器产品为例,结合产品概念设计FAST(Function Analysis System Technique)方法对该产品进行了功能结构特征建模.利用所建立的复合式旋流器产品功能结构黑箱模型及产品各部分功能链,如人手、人力、开/关、电能、混合液和旋流器等6部分功能链,完成复合式旋流器的功能结构特征模型,通过研究发现复合式旋流器主要在振动、噪音、密封、磨损及可靠性等方面存在缺点,创新方法启示的结果将为复合式旋流器产品创新方案的产生及冲突问题的有效解决提供重要的参考.

基于扩展物质-场分析法的标准解应用过程

简要分析并描述了TR IZ物质-场分析法。针对物质-场分析法在功能建模方面的不足,提出了一种结合减件-运行法和FAST法来实现产品创新的物质-场建模过程。改进了76个标准解的应用流程,这样可以有效的减少用户在不相关的标准解应用中浪费时间及产生错误解。结合该研究方法对一种新型复合式旋流器进行了应用分析,发现该旋流器存在的恶化特性主要是振动及剪切液滴,同时伴随噪音及密封泄漏等有害因素,最后提出了可行的解决方案。该研究方法将为标准解的有效应用提供了可行的改进方向。