通孔平板附近空化泡动力学特性数值模拟研究

在空化清洗过程中,清洗的程度与空化泡到孔板的距离和空化泡最大半径之间的比值息息相关。然而对通孔平板附近的空化泡动力学研究大多局限于空化泡形态和射流方向,对于射流强度以及演变周期的关注很少。本文基于开源流体动力学软件OpenFOAM平台,利用已建立的两相可压缩空化泡动力学模型对带有通孔平板附近的空化泡多周期演变动力学特性进行了深入地研究。通过分析发现,空化泡溃灭形成的液体射流到达孔心时的最大速度随着γ(特征距离)的增加而减小;随着ε(相对大小)的减小,液体射流达到孔心的最大速度增加;空化泡第一次溃灭时的最小半径均随着γ和ε的减小而逐渐增大,空化泡溃灭的剧烈程度有所减缓,第一次溃灭周期有所延长。

高厚径比通盲共镀新技术开发

随着高精度、高密度和高可靠性的112 G、三次能源产品需求量与日俱增,作为其载体的印制电路板(Printed circuit board,PCB)也向高密度互联(High density interconnection,HDI)方向发展。此类印制电路板通过通孔、盲孔、埋孔的金属化实现层与层之间电气互联。对于高厚径比通孔和盲孔的金属化过程是先电镀盲孔,再电镀通孔,此流程涉及多次电镀多次减铜多次塞孔,不仅流程繁琐复杂,而且多次增铜损铜不利于精密线路设计,难以满足高可靠性、高密度的要求。本文通过对高厚径比通孔电镀体系与盲孔电镀体系系统分析,从药水以及喷流两方面找到通盲共镀的矛盾点并加以平衡:一方面基于铜离子、氢离子以及添加剂的药水机理进行DOE实验,开发得到新的电镀药水体系;另一方面通过建立与优化喷流-铜厚模型图对侧喷喷流方式进行创新性设计,并参考模型图将喷流参数进行适当调整;以上述设计为基础进行试验,结果表明通孔25:1,盲孔1.2:1的产品通盲共镀具有良好的适应性和有效性。该电镀体系的达成,实现了高厚径比通盲共镀技术新突破,缩短加工流程23步,解决了面铜极差的问题,满足精细线路制作,同时对PCB工业与产品,特别是高密度互联的产品走向规模化发展提供了有力保障!。

异型孔阵对气膜冷却效果的数值研究

对不同孔型在不同的吹风比下的冷却效率进行数值模拟,计算结果表明:收缩进气可以强化孔内的对流传热;扩张出气可以使冷气出口的速度降低,气膜覆盖面更广,提高气膜的覆盖效果。在小吹风比下,孔内的对流传热在总的冷却效果中占主导地位,此时缩扩孔的冷却效果最好,而随着吹风比的增大,气膜覆盖所起的作用在增大,当吹风比增大到一定程度时,扩张孔的冷却效果将具有更好的表现。

孔形状对多斜孔气膜冷却效果的研究

从加强气膜孔内的换热量和热侧的气膜覆盖两个角度来提高多斜孔壁的冷却效果,数值计算结果表明收缩进气可以提高冷气的速度,强化孔内的对流换热,一般可以使换热量提高0.5倍左右;扩张出气可以使冷气出口的速度降低,气膜覆盖面更广,提高气膜覆盖效果。

NM-圆射流盘注塑模具设计

根据NM-圆射流盘制件的结构特点,对制件进行结构和CAE模流的分析,设计了NM-圆射流盘注射模具。注射模具结构一模成型一腔,选用潜伏式浇口和顶杆顶出。根据产品的浇口设计,应用塑料模具CAE软件在对其进行流动、保压、翘曲变形等模拟分析,根据CAE分析软件就给出的结论,完善了模具设计方案,最终出设计合理的模具结构方案。

自进式多孔射流钻头结构设计与流场特性分析

为了防止钻头在钻进过程中由于射流喷嘴顶住井底而发生卡堵问题,设计了一种带支撑板的自进式多孔射流钻头,并将圆锥收敛型喷嘴的结构设计应用于前向中心喷嘴,使前向中心射流具有更长的等速核以及更高的破岩效率。对所设计射流钻头的内外流场进行了三维流动特性数值模拟分析,并研究了支撑板结构对喷嘴流场特性的影响规律。研究结果表明:带支撑板的自进式多孔射流钻头的井底速度云图上分布着4个圆状高速区域,其中中心区域的流体流速最大,射流流束直径最大,即采用了圆锥收敛型喷嘴结构的前向中心射流具有更高效的破岩能力;当自进式多孔射流钻头具有3支撑板结构时,钻头的前向孔眼采用1+3布局结构更为合适;当射流钻头采用支撑板结构时,并不会影响漫流对井底排屑的清洗作用。研究结果对于自进式多孔射流钻头的现场应用及进一步的优化设计具有一定的参考作用。

圆孔状折流板换热器壳程流体流动与传热特性的数值研究

传统弓形折流板换热器壳程流体横向冲刷换热管时存在振动大、压力损失大和易结垢的缺点,为了克服上述缺点,本研究在弓形折流板的基础上有规律的开圆孔,并对其运用CFD软件Fluent进行数值模拟,研究其壳程流体流动与传热特性。本文通过数值模拟得出：折流板上开圆孔后,壳程流体流速更加均匀,有效地消除了流动＂死区＂,换热器平均压力损失降低了46.7%-150%,平均努赛尔数提高了2.7%-10.2%,速度矢量与温度梯度的夹角变小,协同性更好。