CFD Simulation of the Flow Field Inside Screw Powder Feeder

A screw powder feeder is an important device for industrial applications. There are many parameters which affect the performance of the screw powder feeder, such as the shapes of the helical screw impeller, the number of screw pitches, etc. This paper presents an analysis of a gas-solid two-phase through screw powder feeder by using a commercial Computational Fluid Dynamics（CFD） code, Fluent. The K-ε model is used to simulate gas flow. Particle trajectory is obtained by the use of a discrete phase model. The results show the effects of gas velocity and panicle size on the transportation performance.

科氏力秤在水泥厂渣粉计量中的应用

介绍了科氏力秤计量系统的工作原理及配套的给料设备,从“低高度、小空间”的系统开发、稳流机的“防压料”系统设计、金属复合耐磨测量盘的开发等方面,梳理了科氏力秤计量系统应用于水泥厂渣粉计量中的设备优化方案,并结合应用案例,分析了科氏力秤计量系统在渣粉计量技改项目中的工艺优化方案和实际使用效果。

转盘式双筒激光熔覆送粉器的结构设计及应用

针对传统激光熔覆送粉器存在结构复杂、易堵塞且送粉不均匀不稳定等问题,基于机械力学和气体动力学原理,设计了一款转盘式双筒激光熔覆送粉器的结构。通过对送粉器的结构以及传动原理的分析,利用绘图软件进行气路设计和机械结构设计。气路设计是送粉装置中气体输送管道大小的确定和管道位置的安排。机械结构设计是零部件的设计,主要包括转盘、料筒、进出料口、进气口、腔体、传动系统、搅拌系统等。结果表明,此次设计的送粉器在粉末运输过程中具有连续、均匀、稳定、易于控制等方面的优良性能,在激光熔覆作业过程中,利用此送粉装置可获得质量较高的熔覆层。

多路粉末送进激光立体成形钨合金组织凝固形态分析

钨合金因具有优异的高温性能和抗蠕变、辐射、耐磨等性能在核工业、电子、兵器工业中备受关注。采用多路粉末送进的激光立体成形方法在碳钢基体表面制备了不同组分的Wi-Ni合金材料,研究了激光工艺参数对单道单层和单道多层W-Ni合金的微观组织的影响,利用CA模型进行了W-Ni合金的枝晶生长模拟,利用能谱和SEM表征的W-Ni合金成分及微观组织进行了对比。结果表明:合适的激光立体成形(LSF)工艺参数下,通过多路元素混合可以形成不同组分的W-Ni合金,合金内部组织致密,主要由未完全溶化的钨颗粒,以及W-Ni、W-Ni-Fe的化合物组成;多层沉积后,合金形成了明显的分层结构,组织从底部W-Ni-Fe杂乱枝晶逐渐过渡到顶部W-Ni二元共存的形态;CA模型的计算表明,在熔池底部无法消除等轴晶带来的影响,与试验结果一致;W90%-Ni(质量分数)的强度达到了882 MPa。

基于离散元法的螺旋进料器物料流动特性分析

针对附属于给定机型颗粒成型机上的螺旋进料器,对玉米秸秆粉料在进料器内的流动特性进行了模拟分析。利用离散元分析软件EDEM,创建了螺旋进料器部件的几何模型,并对玉米秸秆粉料颗粒接触模型和颗粒生成方法进行了研究,通过离散元模拟获得了现有工况下螺旋进料器工作时的粉料流动状态。采用HERTZ-MINDLIN无滑移接触模型,取重力加速度为9.81m·s^(-2),设置接触参数并生成了秸秆颗粒25000个进行仿真模拟。结果表明:在T=13.80~14.30s阶段为一典型的出料波动周期。出料过程中粉料呈浪涌流动状态的不连续脉动流;进一步分别针对颗粒密度、粒径大小、壁面摩擦因数、螺距、螺旋叶片内径参数进行了流态和速度的影响因素分析。颗粒密度分别取40,80,120kg·m^(-3)时,出料所需时间分别为21.37,17.68,15.01s;粒径分别取为2,1.8,1.6mm时,出料所需时间分别为17.68,18.06,19.37s;壁面静摩擦因数分别取为0.58,0.48,0.38时,出料所需时间分别为17.68,16.03,15.84s;螺旋叶片内径分别取为50,60,70mm时,在整个模拟时长20s内出料的平均流量分别为16.73,12.61,8.96g·s^(-1)。其中颗粒密度越大,粒径越大,则出料速度越快,但对粉料流态无明显影响;壁面摩擦因数越小、螺距越大、螺旋叶片内径越小,则出料口流速越快,流场分布越宽,落料范围越大,流态越剧烈。本研究可为适用于生物质颗粒成型机的螺旋进料器的设计和改进提供参考。

激光熔覆摆针刮板式同步送粉器的设计

为解决细粉末输送问题,开发一种新型摆针刮板式送粉器,槽型凸轮的转动带动摆针摆动使粉末均匀地落在粉盘上,然后在载气作用下送到熔池。为了验证其性能,分别选用不同粒度、物性的粉末进行了三组送粉及激光熔敷对比试验,获得了理想的效果,并验证了其可以均匀稳定地输送细粉末。

基于UG的激光熔覆送粉器实体建模与运动仿真

为了观察激光熔覆送粉器运动情况,建立了激光熔覆送粉器各部件模型,并对激光熔覆送粉器运动特性进行了分析。首先,运用UG软件对组成激光熔覆送粉器各部分零件建立了三维实体模型。然后,并对所建立的各部分零件进行虚拟装配。最后,对送粉器进行运动仿真,此方法很直观地了解送粉器送粉的具体过程,且从仿真曲线了解其重要位置的位移、速度、力、加速度变化情况,通过与实际送粉器比较,验证了送粉器虚拟样机的可行性,为更好的优化激光熔覆送粉器提供了依据。

激光熔覆同步送粉器的设计与应用

试验中发现,薄熔覆层要明显好于较厚熔覆层,为了获得较薄的熔覆层,根据螺旋传动的原理,设计和制作了激光熔覆同步送粉器,并用N i基合金粉和A l粉进行了相关测试。试验结果表明:该送粉装置是连续和稳定的,改变螺纹轴直径或转速可以连续调节送粉速度。利用该送粉装置进行激光熔覆试验,获得了较薄且均匀的熔覆层,熔覆层的外型尺寸正确、表面比较平整、内部组织均匀细小。对激光熔覆技术在实际中的应用,尤其是激光在材料修复方面的应用具有实用价值。

刮板式生物质粉喂料机的喂料特性分析

以刮板式生物质粉喂料机为研究对象，通过实验研究与数值拟合的方法，对该装置的喂料特性进行分析。研究结果表明：在刮板转速低于37r／min时，实测喂料速率比理论值略小，在37～55r／min区间内，实测喂料速率比理论值略大，进一步增加转速到55r／min以上时，喂料速率增加趋于缓慢，低于且逐渐远离理论值。相同工况状态下，物料粒径越小，喂料速率越大，且料筒内原始料位越高，喂料速率越高。

用于激光再制造的沸腾式送粉器设计

针对激光再制造对粉末输送的要求,设计一种基于流化床原理的沸腾式送粉器。实验采用粒径为75～109μm的Ni基合金粉末,在干燥室内环境下进行,分别在送粉器结构尺寸不同、气动回路控制方法不同以及沸腾气体流量不同的情况下对送粉器进行实验。根据实验结果对送粉器结构、气动控制回路进行改进。研究表明:内部尺寸适当小的送粉器其最小送粉率可达1.7 g/min;沸腾气体流量的变化对送粉率影响显著,即送粉率随着沸腾气体流量的增大而增大,且两者存在一定的线性关系;沸腾式送粉器的稳定送粉范围为2.5～20 g/min。

气控气球式高压粉料连续加料技术

本工作研制厂一种气控气球式高压粉料连续加料器．其工作原理是利用输料管中高压气球的放气与充气来代替机械阀门的开与关．输料管中等距离放置一连串气球，用定时计控制的电磁阀-高压气路，使奇数位及偶数位两组气球交替发生充气和放气，从而使粒状物料从气球上逐级下落，从常压容器连续不断输入高压容器或从高压容器连续不断输入低压容器。此种加料装置与以往的螺旋杆加料器及星形轮旋转加料器相比，具有操作简单，可连续加料，对粉料无磨损。

同轴送粉喷嘴保护气体流场研究

为解决飞机结构损伤激光在线修复过程中同轴送粉喷嘴气体保护效果不佳的问题,利用粒子图像测速(Particle image velocimetry,PIV)和Fluent软件对喷嘴保护气体流场进行了研究。将喷嘴气流的同轴射流和同轴冲击射流的数值计算结果和实验测量结果进行了比较,分析了喷嘴气流速度变化对流场稳定性的影响。结果表明:喷嘴中心、内环和外环气流流速由内向外递减时可获得稳定的流场;喷嘴中心、内环、外环喷出的气流速度接近一致时,流场比较稳定;喷嘴中心气流速度小于内环和外环的气流速度时,工件表面出现漩涡,破坏了流场的稳定性。

螺旋送粉器内流场的三维数值模拟

为了给螺旋送粉器内流道优化提供理论依据,根据气-固两相流输送的相关理论,运用Eulerian-Lagrange数学方式,采用FLUENT软件,通过离散相模型对螺旋送粉器内固体颗粒的轨迹进行数值模拟,主要研究螺旋送粉器的转速对其输送性能的影响,及不同直径粉体颗粒轨迹。结果表明:气体速度和粉体颗粒大小是影响螺旋送粉器送粉性能的关键因素。

大面积激光自动涂敷系统及其工业应用

为解决冶金轧辊大面积激光涂敷的需要，研制了一套宽带激光自动涂敷系统．它由宽带扫描转镜和自动喷粉机组成，适用激光功率１～１０ｋＷ，既可用于宽带涂敷，又可直接用于聚焦窄带涂敷；单道一次涂敷宽度１０～３５ｍｍ连续可调，涂敷厚度０．２～８ｍｍ可控；送粉量０．５～２００ｇ／ｍｉｎ连续精密可调，送粉精度＜２％．它不仅适用于普通送粉，而且也适用于特殊条件下的微量送粉和大粉量送粉．送粉材料适应性广，不仅用于一般Ｎｉ基、Ｆｅ基等粉末，而且能用于ＷＣ、ＴｉＮ等硬质合金粉、Ｃｕ粉和超细微陶瓷粉，如Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２等，粉末粒度１６～１５０μ，送粉利用率高达９８％以上．该套系统采用专利结构制成，结构紧凑，外形美观，已用于轧辊的大面积涂敷和激光淬火、汽车凸轮轴激光淬火和熔凝处理、轧辊和曲轴等零件表面补焊等方面．

基于单片机的激光再制造送粉器控制系统研究

介绍沸腾式送粉器的结构及工作原理,设计基于PIC单片机的激光再制造送粉器控制系统。该系统通过电气比例阀来控制送粉速率,达到精确控制;控制器由基于PIC单片机的电路组成,体积小,操作简单,采用PID控制策略。实验结果证明:该系统控制精度高,稳定性好,在激光再制造领域具有较好的推广应用价值。

冷喷涂装置研究进展

冷喷涂技术于20世纪八十年代由俄罗斯科学家首先提出,随后西方国家对其进行了发展与商品化,近十年来关于冷喷涂技术及装置的研究论文及应用专利的增长越来越快,对冷喷涂工艺的研究已有多篇综述性文章。"工欲善其事,必先利其器",改进现有冷喷涂装置和研发新装置,对获得高质量的涂层和提高冷喷涂效率、降低成本十分重要,但这方面鲜有综述性的文献。本文对冷喷涂装置的研究进展进行评述,使相关科技人员和研究生对其有一全面的了解,并对开展冷喷涂技术和装置的研究和应用有所帮助。

一种新型气力式给煤粉装置的研制与实验

在分析总结几种气力式给粉装置的基础上,针对煤粉低尘燃烧技术工程开发中遇到的给粉量不均匀、不稳定等问题,设计了一种直立螺旋-气固喷射器小型给粉装置,该给粉装置巧妙地组合了螺杆与喷射器两个部件,结构简单,控制方便。实测数据结果表明,该装置满足小型煤粉燃烧器供煤量的要求,研制的产品达到了实用化水平。

新型定量煤炭放料装置的设计开发

设计开发1种属于计量装置领域定量的放料装置以用于粉末、颗粒等煤炭小规模定量放料,主要包括螺旋送料器、进料箱、放料装置等部分,螺旋送料器通过变速箱与驱动电机连接,在螺旋送料器的进口处安装进料箱,螺旋送料器的末端安装至少1个放料装置,放料装置为圆柱形管体。新型定量放料装置能够实现采用简单高效的机械式定量方法以避免露天称量可能造成的粉末状原料物品洒落或扩散的情况,可保护操作人员的人身安全,特别适合在标准煤样、干燥剂等粉料、粒料定量分装领域使用。

直吹式制粉系统给煤机自燃原因分析及措施

某发电公司发生1起检修中给煤机自燃异常,分析原因主要是检修期间给煤机中意外出现大量煤粉堆积,挥发分析出发生自燃。对系统及设备检查分析后认为,给煤机出入口挡板不严是造成煤粉进入给煤机的直接原因,而给煤机中积存的煤粉主要途径有2个:检修开工前磨煤机内积存的煤粉在高压密封风和原煤仓漏斗抽吸作用下反窜至给煤机;该原煤仓处于输煤皮带尾部,其他原煤仓配煤时输煤皮带上的细煤粉漏入原煤仓进而漏入给煤机。同时,磨煤机退役至检修开工间隔时间过长,致使给煤机内煤粉不断堆积。针对给煤机自燃原因,制定了相应的防范措施,杜绝了此类事故的再次发生。

基于PIC12F675的辊轮式送粉器控制系统开发

为解决激光熔覆制造中粉末输送的稳定性问题,文章针对辊轮式送粉器的工作特点,采用PIC12F675单片机设计了送粉器控制系统,介绍了辊轮式送粉器的结构、粉末流量检测方法、放大电路设计方案、软件设计与控制策略,实验测试表明该控制器能够较好地实现辊轮式送粉器的粉末输送控制功能。