小型豌豆收获机清选装置数值模拟

为了提高小型豌豆收获机的作业质量,利用CFD-DEM耦合的方法对气流式清选装置分离过程进行数值模拟,探究清选装置内部流场在不同风扇转速和不同入料口风速下的变化。研究结果显示:当入料口风速为5 m/s时,排粮口附近气流速度随着风扇转速的增加而骤增,且排粮口气流速度远远大于分离室中下部气流速度,阻碍籽粒的排出;当风扇转速为1600 r/min,随着入料口风速的增加,排粮口气流速度呈先减小后增大的变化趋势,气流速度的矢量方向逐渐发生变化,分离室中下部形成涡流。

联合收获机风筛式清选装置清选室内涡流试验

在DFQX 3型物料清选试验台上,采用数字风速仪测得清选室内多点风速,利用绘制等速线的方法得出气流流速为零的点(涡心)。通过分析离心风机转速和出风口倾角对涡心位置的影响,得出在离心风机不同出风口倾角下风机转速与涡心位置变化关系,以及不同风机转速下出风口倾角对涡心位置变化的影响规律。通过水稻清选试验对比分析表明,涡心位置变化对清选的清洁率和损失率有较大影响,并得到离心风机转速为950 r/min且出风口倾角为25°时,清选效果最佳。

圆锥形风机清选室气流场数值模拟与试验

针对横置轴流联合收获机圆柱形风机产生的气流场不能解决脱出混合物在振动筛筛面堆集的问题,设计了圆锥形风机,阐述了圆锥形风机利用横向风优化脱出物筛面分布来改善清选质量的工作原理。根据清选室实际结构和尺寸建立了三维模型,利用CFDesign软件对无物料状态下圆柱形风机与不同锥度圆锥形风机作用下清选室气流场进行了数值模拟。利用布点法对不同类型风机作用下清选室气流场风速进行了测量,并通过物料分布对比试验和田间试验,验证了圆锥形风机的工作性能。结果表明:圆锥形风机作用下,清选室内产生明显的沿振动筛筛宽方向指向排草口一侧的横向风,当圆锥形风机锥度为3. 5°时,清选室气流场风速分布情况较为理想,在振动筛入口一角(下落物料最多的部位)产生的横向风速达到2. 68 m/s;与圆柱形风机相比,圆锥形风机作用下脱出物堆集中心点部位物料质量减少27. 66%,主下落区脱出物质量占脱出物总质量的比值降低10. 53个百分点,可使脱出混合物在筛分前得到预均布处理。圆锥形风机作用下,联合收获机损失率、含杂率和破碎率明显优于行业标准规定值,且与圆柱形风机相比,含杂率指标得到显著改善。

进风口曲线形状对电壁炉用贯流风机性能的影响

研究了电壁炉用贯流风机的流场。数值比较了不同进风口曲线(直线、圆弧和折线)下贯流风机的压力场、速度场和流线分布,并对风机出风口处的仿真速度和实验速度进行了比较,证明了计算流体力学(Computational F lu id Dynam ics,CFD)方法对贯流风机数值仿真的正确性,并得到不同收敛精度下进风口曲线形状对风机性能的影响,为电壁炉用贯流风机优化设计奠定了基础。

浅谈电厂常见风机进气箱的改型

通过分析进气箱的作用,提出电厂一些常见风机进气箱(主要包括离心通风机和轴流式通风机)存在着效率不高的问题。同时,结合国内外的研究成果,总结出设计或改型进气箱时应该注意的原则和方法,为改造现有电厂风机的进气箱形状从而提高其运行效率指出了一个方向。

基于质量进口边界的风机流场数值模拟

应用FLUENT软件对离心风机内部流场进行了二维数值模拟,探讨了进口边界条件对计算结果的影响。在质量进口边界条件下得到了风机内部的速度和压力分布。

非均匀来流下TBCC变几何进气道的数值优化

为提高内并联式涡轮基组合循环发动机进气道的工作特性,设计了一种带多级楔板的扩压段二维进气道。采用数值模拟方法研究了非均匀来流对其流场特性及性能参数的影响,并与非均匀来流对常规型进气道特性的影响进行了比较。模拟结果表明:采用带多级楔板的扩压段二维进气道性能受非均匀来流影响更小,扩压段内出口流场有明显的提升;模态转换状态下,与常规型进气道相比,进气道出口总压恢复系数平均增大10%,总压畸变指数平均降低15%左右,冲压出口马赫数均小于0.41,出口温升比降低。从而使得发动机推力增加,耗油率降低,改善了TBCC发动机的性能。

离心通风机内部流场的数值分析

针对离心通风机内部流动损失大、效率低的问题,利用有限元软件对风机内部流场规律进行了研究。首先以风机ME103为例进行了进气试验测试,确定了FLUENT流体仿真所需的边界条件,运用UG软件建立了风机的三维流道模型,用ICEM软件进行了网格划分,经FLUENT解算得到了ME103内部流场的三维数值模拟结果;然后将ME103仿真流场的出口速度与试验数据进行了对比,得到了两者基本吻合的结果,验证了数值分析结果的可靠性;最后通过对工况流量与非工况流量下离心通风机内部仿真流场的分析,获得了风机内部流场的规律,提出了该风机性能优化的方案。研究结果表明:将进气试验测试与数值分析结合的研究方法,可以进一步阐述风机内部流场的特性,为同系列高效离心通风机设计及制造提供指导。

不同前盘结构形式多翼离心风机性能对比研究

叶轮是离心通风机的做功部件,叶轮性能是影响风机气动性能最主要的因素,因而对其进行深入研究具有重要意义。本文通过回顾以往多翼离心风机的研究,并对多翼离心风机内流展开讨论,提出对原型风机的改进方案。主要目标是改善进口附近内流情况,以达到提高原型风机的压力(全压和静压)的目的。提出以下4种方案:前盖板封闭度分别为30%、60%、100%,以及叶轮采用锥形前盘方案。数值结果显示:改变前盖板封闭度能够影响风机性能,在设计工况下,前盖板封闭度为60%时风机静压和全压都为最大;在蜗壳结构不变的情况下,采用锥形叶轮并不能达到提高压力和效率的效果,在大流量下,采用锥形叶轮风机的压力和效率反而会降低。

小型再生稻联合收获机清选装置的设计与试验

为适应我国再生稻头季的收获要求,研发了适用于小型再生稻联合收获机的清选装置。探讨了多风道贯流风机、百叶窗筛等工作部件的结构、设计参数及工作原理,目的是充分利用清选空间、提高清选效率,满足再生稻头季脱出物物料量大、籽粒含量高的特殊清选要求。台架试验结果表明:该清选室内气流场分布均匀合理。田间试验结果表明:研制的再生稻联合收获机收获平均产量为11250kg/hm^(2)的再生稻头季稻时,总损失率为2.5%,含杂率为1.74%,破碎率为0.07%,作业效率为0.9hm^(2)/h,各项性能指标均符合国家规定技术要求。

小型多翼离心风机叶片斜切分析及试验研究

在小型多翼离心风机叶轮的设计中采用叶片进气端斜切,通过改变风机进口结构来改善气流在进口转弯处流动的不均匀特性,可以有效提高风机性能。本文依据CFD理论,分别对原风机叶轮以及采用两种不同斜切叶片方式的叶轮,利用Solidworks及其数值模拟模块Flow Simu-lation建模并模拟计算,对比分析得出了叶片斜切对风机性能的影响,并以此为依据制作三种风机实体进行性能试验对比研究,结果表明风机叶片斜切对改善风机性能有着重要影响。

双进气高效离心风机的设计优化

本文以对双进气离心式通风机进行优化设计为目标,以单进气离心风机模型、双进气叶片对齐离心风机模型及双进气叶片错位离心风机模型为研究对象,用CFX软件分析三个模型的流场分布,并计算其流量、全压和效率关系,研究其流场分布。本文提供了双进气离心风机基础设计。

基于分裂激盘的进气道/风扇联合流场计算

为对进气道和风扇联合流场一体化进行计算,在常规激盘模型理论的基础上建立了改进的分裂激盘模型,并通过数值模拟方法与原模型进行对比,验证了分裂激盘模型相对常规激盘模型的准确性。通过使用分裂激盘模型对压气机部分模化,分析了包含分裂激盘模型的进气道风扇联合流场数值模拟问题。研究表明:分裂激盘模型可以有效地消除激盘模型假设产生的误差,数值模拟结果更接近全3维模拟结果,为进/发一体化联合流场的数值模拟提供1种可行的准确方法。

送排风机组合对地铁长大区间主隧道流场的影响

为研究地铁区间隧道通风机对主隧道流场的影响,以青岛地铁8号线大洋站—青岛北站区间为例,应用量纲分析和相似理论,搭建地铁隧道通风模型试验系统;在该系统上,释放冷烟,模拟火灾工况,开展通风排烟试验,实时采集数据,分析风机组合方式及其输入频率对通风排烟系统性能的影响。实测数据表明:①在双压入式风机组合下,排烟主隧道两端断面风速出现规律性波动;②在双压一抽风机组合下,风量较小一端的主隧道断面风速提升更明显;③工程设计中,可优先考虑选用双压一抽的区间隧道通风排烟系统,以提高灾变期间的人员救援成功率。

不同叶片进口边角度下离心通风机安全性能的分析

为了进一步提高通风机运行的效率,针对叶片的进口边角度进行分析。在不同的角度下,对通风机的静压值及静压效率进行分析,结果表明,将叶片的进口边角度提高到6°时,通风机的静压值及静压效率最佳,提高了离心通风机的运行效率,具有较好的安全性。

涡轮与冲压组合动力高温进气预冷特性

针对涡轮基冲压组合循环发动机中高温进气影响涡轮发动机性能的问题,开展实际某高空模拟试验进气预冷段的数值分析。基于欧拉-拉格朗日多相流方法解析气液两相热质传输过程,探索射流冷却对不同高空高马赫数进气条件时预冷段内温度和压力的沿程变化规律。结果表明,射流冷却对流场具有明显地温降效果。带有射流装置的预冷段内流动损失是以由黏性耗散所引起的耗散熵产为主,而由气-液传热温差所引起流场温度梯度变化的加热熵产并不显著。对比高空模拟试验进气工况在射流量4%~7%的冷却效果发现,预冷段内气流温降程度为32.30~90.08 K,冷却前后总压降系数范围由1.42%~1.86%降低到0.95%~1.46%。因此,射流冷却技术在一定程度上改善涡轮发动机在高空高马赫数工作时进气流场特性。