圆盘涡轮式搅拌器的搅拌性能比较分析

在椭圆封头搅拌槽中根据行业标准建立了4种圆盘涡轮式搅拌器的几何模型,利用标准k-ε湍流模型和多参考系(MRF)方法,研究了叶片形状、搅拌速度、旋转方向和流型转变对搅拌功率、排出流量、泵出效率和剪切速率的影响。结果表明:叶片形状对功率、排出流量、泵出效率和流型转变的临界安装高度均有影响;径向流条件下,泵出效率排序为圆弧叶(反)>弯叶(正)>箭叶(反)>圆弧叶(正)>平直叶>箭叶(正)>弯叶(反);流型由径向流转变为轴向流后,搅拌功率及径向排出流量均下降。对标准搅拌器的性能评估为工业搅拌设备的选型和设计提供了参考依据。

涡轮式气流分级装置流场及分级锐度的研究

在分析涡轮速度场分布的基础上，建立了涡轮分级区流体速度基本公式，推导了不均匀流场分级粒径计算式，并提出了相对分级锐度的概念，导出其计算式，从而得出风量、涡轮转速、分级粒径、分级锐度四者之间的关系．实验证明，理论分析与实测数据基本吻合，因而，理论分析可用于指导分级操作及开发新型分级设备的设计．

四线涡轮式慢阻肺健康监护系统研究

针对传统涡轮式肺活量计存在检测精度不高、可靠性差的问题,该文提出一种新颖的四线涡轮式检测方法,研制了一款高精度、高可靠性的慢阻肺监护系统。在硬件上,根据四线涡轮式检测方法设计了四线式呼气采集电路,提高了光路接收分辨率,并通过合理的元器件布置,减少了发光-光敏二极管相互间串扰,提高了系统的可靠性;在软件上,采用线性回归算法对其脉冲计数与分析得到用力肺活量、峰值流速等早期筛查与诊断指标。该系统利用标准Fluke气流分析仪的进行了数据标定,与传统医用涡轮式肺功能仪测试对比:用力肺活量平均相对误差由1.98%降低至1.47%;峰值流速平均相对误差由2.04%降低至1.02%。实验表明,四线涡轮式慢阻肺监护系统的呼气指标比传统慢阻肺系统检测精度更高,可靠性更好,适用于慢阻肺疾病的早期筛查与精准诊断,结合血氧饱和度、呼气末二氧化碳等指标,能实现对慢阻肺患者的医疗监护,特别对于中度和重度慢阻肺患者能起到预警和控制病情的作用。

颗粒在涡轮式分级机分级轮中的运动轨迹

通过引入一个简化的单颗粒动力学模型, 对颗粒的运动轨迹进行了模拟. 该模型假设颗粒在分级轮中具有二力平衡状态, 即颗粒的运动状态主要取决于流体黏滞力与离心力的作用. 为了便于求解, 将方程转化为等速旋转坐标系中的方程, 通过求解方程并绘制图形, 求得颗粒在叶片间的运动轨迹. 对不同转速、风量、叶片间距及不同叶片倾斜角度下的颗粒运动轨迹进行了详细研究, 计算结果表明: 转速、风量、叶片间距和叶片角度是影响颗粒运动轨迹的主要因素; 转速的增加和风量的减小均可以显著减小分级粒径的大小; 叶片间距的减小使颗粒与叶片的碰撞次数增多; 在相同条件下, 负角度叶片的分级粒径小于径向叶片, 径向叶片的分级粒径小于正角度叶片.

圆盘涡轮式搅拌槽的数值模拟

用计算流体力学软件FLUENT6.2,多重参考系法对圆盘涡轮式搅拌槽在不同转速下的流动进行了整体数值模拟.采用标准k-ε湍流模型成功模拟了搅拌槽内的流动分布,考察不同搅拌转速和不同计算方法下搅拌桨的功率准数.给出搅拌槽内速度分布和湍流动能分布图.为该领域研究者提供指导.

涡轮式气流分级机分级效率数学模型研究

为提高涡轮式分级机的分级精度和分级效率，研究了不均匀气流速度场和团聚对它们的影响，分别建立了两种影响的数学模型．研究表明，分级机结构是影响分级精度的决定性因素，而团聚则严重影响较细颗粒的分级效率，导致所谓的“鱼钩效应”．文中理论可用于指导分级机的设计和粉体的制备．

圆盘涡轮式桨叶对搅拌槽混合特性影响的CFD研究

利用CFD技术对圆盘涡轮式搅拌槽内的浓度场进行数值模拟研究,主要考察了常见的平直桨叶(90°)、斜桨叶(60°和45°)的安装位置对混合时间θm、单位体积混合能Wr和浓度标准差σ的影响。在标准安装高度的平直桨叶下,对槽内速度进行分析,得到的数据与实验值非常吻合。研究表明:圆盘涡轮式桨叶由标准安装高度降低时,搅拌槽内的流型由径向流转变为轴向流,并且90°、60°和45°的转变为轴向流的相对安装高度(C/H)分别为0.20、0.233和0.267;混合时间是由槽内顶部和底部检测位置决定的;桨叶的标准相对安装高度(C/H=1/3)并不是混合性能最优的位置,针对90°、60°和45°三种倾角的桨叶,在相对安装高度分别为0.213、0.267和0.320时的搅拌混合性能最佳;综合考虑省时、节能和混合均匀性的因素,倾角为45°的桨叶最佳,60°的桨叶次之。

井下涡轮式发电机叶片间距对性能的影响

为了研究不同导叶涡轮间距对井下涡轮式发电机的质量流量、效率、转矩和输出功率等的影响,并找出导叶涡轮间距与井下涡轮式发电机性能的关系,采用数值模拟技术,应用流体动力学分析方法,对井下涡轮式发电机涡轮的叶轮部分,以及3种不同叶片间距分别进行建模、网格划分、计算求解和分析,指出现有设计的缺陷,提出改型设计的指导意见。数值模拟计算结果表明,为了改善该工况时井下涡轮发电机的性能,可以适当缩小涡轮导叶间距,并对模型的叶型做一定的修改。

一种复速级冲击涡轮式气启动马达涡轮的流场分析与实验

设计了一种复速级冲击涡轮式气启动马达,满足工程车辆、煤矿车辆频繁启动及防爆等需求。介绍了其涡轮工作原理和具体结构组成,分析了其涡轮驱动的流场情况,研究了其输出特性。在流场分析基础上,对马达输出的扭矩和机械功率进行了实验研究。结果表明:复速级冲击涡轮式气启动马达输出扭矩与转速呈现较好的线性关系,调速幅度宽,符合实际应用要求。

涡轮式与推进式搅拌釜的数值模拟研究

采用CFD技术对涡轮式和推进式搅拌釜进行了数值模拟。结果表明:当转速为100r/min时,涡轮式搅拌釜桨叶区域流体的最高速度为3.10m/s,推进式的最高速度为2.36m/s,但推进式搅拌釜釜内流体的平均速度高于涡轮式的;在循环流区域,推进式搅拌釜釜内的湍动能数值范围为0.042 9~0.856 0m^2/s^2,涡轮式的为0.017 6~0.035 2m^2/s^2,推进式桨叶的流体排出性能更强;推进式搅拌釜釜顶、釜中和釜底处的混合时间比涡轮式分别缩短了34%、39%、54%,提高了混合效率。

涡轮式气流分级机分级过程的数学分析

建立了涡轮式气流分级机分级过程的数学模型;研究了不均匀气流速度场对分级精度的影响,并得出分级精度的理论公式;分析了决定分级精度的主要因素。同时,还对理论值与实验值进行比较,二者基本吻合。

船舶涡轮式发动机瞬时转速预测方法研究

动力系统可谓舰船的心脏,直接决定了舰船的航行速度、输出功率和可操作性等重要指标。船舶工业经过近百年的发展,船舶发动机技术也不断改进,从最初的蒸汽发动机逐渐发展为新一代的涡轮式发动机。本文的主要介绍对象就是船舶涡轮式发动机,该类型发动机的最大优点是在原有发动机排量的基础上,有效提高发动机的功率,因此广泛应用于飞机、轮船等大型机械设备。本文首先对船舶涡轮式发动机的原理与组成进行简单介绍,建立涡轮发动机的函数模型,并在此基础上研究了船舶涡轮式发动机瞬时转速的预测方法,在船舶涡轮式发动机故障诊断等方面有重要意义。

开启涡轮式搅拌器的流场分析及结构优化

对于开启涡轮式搅拌器的搅拌流场,采用多重参考系法、标准κ-ε湍流模型和SIMPLE算法,应用Fluent软件对其进行数值模拟,并用PIV实验进行验证。结果表明:数值模拟与实验结果基本一致,选用的MRF模型符合实际;对叶片数为4、桨叶倾角为45°、桨径为100mm的常用开启涡轮式搅拌器在转速为120r/min时进行模拟,发现桨叶区产生径向流,在挡板附近形成漩涡,在釜底存在搅拌死区;对搅拌器叶轮设计参数进行优化,发现当桨径为170mm、桨叶倾角为45°、叶片数为6时所产生的搅拌死区最少,搅拌效果最佳。

单双层涡轮式搅拌器的流场分析与对比

利用计算流体力学对单、双层涡轮式搅拌器在搅拌釜内产生的流场进行研究,并通过PIV验证模拟所选用的MRF模型符合实际。结果表明:选用单层涡轮式搅拌器时流体流动范围较窄;选用双层涡轮式搅拌器时流体流动范围较广。单层涡轮式搅拌器可提高转速以获得与双层涡轮式搅拌器近似的搅拌范围,但功耗较大,且搅拌效果较双层的差。单层涡轮式搅拌器的漩涡位置与涡径及转速无关,搅拌范围随转速的增大而增大;双层涡轮式搅拌器的涡心位置随转速增大而上移,且涡径随转速的增大而增大。双桨桨间距对流场的干涉作用明显,间距大或小均会导致漩涡发散,涡心不明显,流体流动范围变窄。

新型涡轮式气启动马达的结构设计

针对工程车辆使用特点和发动机的配置需求,设计了一种新型涡轮式气启动马达,通过对单向器、齿轮推进装置以及连接装置等进行结构创新,避免了顶齿现象发生,且它具有体积小、强度高、传动可靠、寿命长以及小齿轮拆换方便等优点。动力总成设计采用双级冲击式涡轮转子,由2个定子和2个转子组成气道,提高了气体动能利用率。传动总成设计是在现有棘轮式单向器基础上加以改进,采用滚动摩擦和轴承支承结构,使得空气通过气路接口推动活塞轴向移动,减少了零件个数及摩擦。减速总成设计采用行星减速器,可实现极低速运转,同时具有质量轻、体积小、转矩和过载能力大、摩擦少且结构简单等优点。对该马达进行现场试验测试,试验结果表明,该结构与汽车发动机更为匹配,更能满足发动机启动要求,使机动车发动机顺利启动;其适应气源条件更宽,在无补气条件下可实现车辆多次启动,使得车辆气启动更为可靠。该新型气启动马达为发动机启动提供了一种选择,也对国内气动马达的发展起到了促进作用。

复速级冲击涡轮式气动马达设计计算

介绍了复速级冲击涡轮式气动马达的结构组成、工作原理 ,分析了气体在喷咀及动叶轮内的流动 ,并举例说明了该马达的主要参数设计计算。

低压反击涡轮式气动马达主要参数设计计算

介绍了低压反击涡轮式气动马达的工作原理 ,分析了蜗壳、喷嘴环、工作轮等部件中的气体流动并计算了内部结构的主要参数。

涡轮式膨胀机正交设计及特性分析

以某涡轮式膨胀机为研究对象,开展影响其性能设计参数的研究。以输出功率、旋转扭矩为性能目标,采用正交设计方法,设计了16组方案,基于Fluent研究了转速等设计参数对涡轮式膨胀机输出性能、内部流场的影响,并借助SPSS(Statistical Product and Service Solutions)对仿真结果进行极差分析。结果表明:压力0.8 MPa、温度270 K、转速3000 r/min时,输出功率最大,约为8.76 kW;压力0.8 MPa、温度300 K、转速1500 r/min时,旋转扭矩最大,约为40.63 N·m。为使性能目标同时达到最优,基于多目标优化设计,在合理的范围内择优选取,选定压力0.8 MPa、转速2250 r/min、温度285 K为最佳方案组合,并通过涡轮式膨胀机测试平台完成实验验证。

基于FULENT的涡轮式液动冲击器内流场数值模拟

基于Fulent软件对中国石油大学(北京)针对石油钻井特殊要求所设计的涡轮式液动冲击器的内流场进行了数值模拟。研究模拟了该冲击器不同分水阀出口形状、不同流量、不同分水阀出口面积等工况,分析对比了各种工况的冲击器内流场的压力场和速度场,确定了上述因素对冲击器性能的影响规律,为该液动冲击器现场试验和后续优化改进提供了参考。

涡轮式粘性制动器结构优化仿真研究

黏性制动器也称液黏制动器,相比于传统的干式摩擦制动器以及湿式摩擦制动器,黏性制动器由于将制动时产生的热通过内部液体转动耗散,且转子与定子间相隔距离较大,因此其散热较为均匀,且对转子和定子的磨损较小,制动器使用寿命较大。研究的目的在于明确涡轮式黏性制动器的制动过程影响因素。通过对现有的涡轮黏性制动器产品进行结构分析,建立一个合理的简化模型;通过涡轮式黏性制动器工作原理,推导其制动力矩公式;通过改变移动挡板位置转子输入转速分析各个工况对应的制动力矩;通过比较各个工况下的制动力矩以及制动器内部压力场、气穴分布提出一个较优的制动配置方案,有利于促进对于涡轮式黏性制动器的深入研究。