纸机多通道烘缸的设计与受力分析

目前的造纸机烘缸大多采用虹吸管式冷凝水排出装置,由于受烘缸积水的影响,传统烘缸干燥效率下降,纸页受热不均匀。文章对该传统结构进行改造,采用多通道式冷凝排水装置,对新型多通道烘缸进行了理论分析,设计出新型多通道烘缸的通道、烘缸壁、缸盖。最后,应用ANSYS软件进行了多通道烘缸的受力分析,得出设计的多通道烘缸结构满足应力要求。多通道烘缸可改变原有排水方式,提高效率。     

钢制扬克平盖烘缸的结构优化

为了实现扬克烘缸的轻量化设计,针对规格为φ3 680 mm x3 120 mm的钢制扬克平盖烘缸进行有限元应力分 析,得出对烘缸应力强度产生显著影响的结构参数,在此基础上,分别用零阶和一阶2种优化方法对烘缸结构进行优化 设计,优化结果表明优化效果明显,达到了减轻质量、节约成本的目的。同时为钢制平盖烘缸结构优化设计提供参考。     

带有双倾斜肋片的细通道内液体流动与传热特性

为提高细通道热沉的传热性能，设计了一种内置双倾斜肋片的细通道热沉。通过数值模拟的方法对双倾斜肋片细通道的传热特性、流动特性以 及综合性能进行研究。分析了在一定雷诺数范围内细通道的摩擦阻力因数、努塞尔数、综合性能评估值以及总热阻的变化情况。结果表明：在雷诺数较低时肋片 长度为1.5 mm的通道综合传热性能最佳，在雷诺数较高时肋片长度为1.0 mm的通道综合传热性能最佳。综上可知加入双倾斜肋片的细通道可以增加传热，并降低 总热阻从而有效地提高传热性能。     

带次流道的周向平行弯曲细通道夹套熵产研究

为探究次流道对周向平行弯曲细通道夹套性能的影响,对有无次流道的周向平行弯曲细通道夹套内流体的层流 流动和传热特性进行了三维数值模拟分析。通过对比分析得到如下结果：次流道增加了夹套的平均Nu数;在低Re数 时,有次流道夹套的流阻系数f小于无次流道夹套,而当Re数大于1 050时,有次流道夹套的厂高于无次流道夹套;有次 流道夹套的传热不可逆的熵产率小于无次流道夹套,而2种夹套的流动不可逆的熵产率在低进口Re数时相差不大。次 流道强化了夹套的传热性能,且在低Re数时降低了夹套的流动阻力。     

双型腔模具加热系统热传导多源项反演与实验研究

模具型腔形状各异、深浅不一,难以获得均匀的模具型腔温度场,影响了成型塑件的尺寸精度和力学特性。课题组采用基于线性叠加原理的热传导反演算 法,反求模具加热系统的热源强度;根据模具加热系统的传热机理,建立模具加热系统正演和反演问题的数学模型;设计尺寸各异的一模两腔反应成型模具,开 发多通道模温控制系统,搭建测温实验平台,测温结果表明型腔表面在同一时刻的温差均未达到行业标准;根据BMC反应成型塑料的成型工艺要求,改进模具加 热工艺,获得各热管的热源强度函数,作为热传导多源项反演的输入条件,结果表明型腔温度场达到行业标准。根据反演获得的热源强度函数,再次进行实验, 实验结果与数值模拟结果吻合较好,从而验证了基于线性热传导叠加原理的多源项反演算法对优化多型腔模具的温度场均匀性是有效的,且具有普适性。     

基于ANSYS的烘缸应力分析与结构优化

针对高压铸铁烘缸在实际工作过程中其结构不连续区域容易出现断裂破坏等问题，课题组提出了利用有限元软件ANSYS对 烘缸整体进行应力分析，得知烘缸的应力强度最大点位于轮毂与缸盖的联接处；采用增大轮毂与缸盖联接处过渡圆角半径的方法进行有限元分析，结果表明：该 方法可有效地降低烘缸联接处不连续区域的最大应力，可使烘缸满足应力强度要求，提高烘缸的安全性能。     

圆形微通的对流换热特性研究

针对圆形微通道内流体的强迫对流问题,利用分离变量法求解了考虑轴向热传导、速度滑移和温度跳跃、粘度耗散和入口效应等因素的圆形微通道的控制方程,给出了流体温度场和努塞尔数的计算表达式。对圆形微通道换热特性进行了数值仿真,结果表明,受尺寸效应的影响,管径越小,平均对流换热系数越大。微通道的换热能力比宏观经典通道强,表明在相同面积上做多个微通道比一个宏观大通道的换热效果好。     

表面张力驱动下挡板对微通道混合效果的影响

微流控系统由于微通道尺寸变得越来越小，所以原先传统的外力驱动方式遇到了很大的困难。而表面张力驱动微流体不需要任何外部能量源，对于设备小型化和集成化非常有优势。课题组通过对微混合通道内设置挡板，改变挡板的结构参数，通过数值模拟来研究表面张力驱动下挡板结构参数对混合效果的影响。研究结果表明：设置了挡板后微通道的混合效果显著提高；同时随着挡板结构参数的改变，微通道的混合效果也随之呈现出一定的变化规律。挡板的设置扰乱了微流体的流动，使得流体间的界面接触变多，混合效果得到提高。     

弹性打纬系统弹性节机构的参数优化

本文以织机打纬力为恒值作为优化目标，对设计出的弹性打纬系统中弹性节机构参数进行了优化，得到了机构尺寸和弹簧特征参数的优化结果。     

移动荷载作用下桁架结构优化设计问题研究

建立了移动荷载作用下桁架结构尺寸优化问题的数学模型,将移动荷载作用下桁架结构尺寸优化问题转化为移动荷载在桁架节点上依次移动的多工况优化问题进行求解。同时采用准则法求解移动荷载每个作用位置时桁架结构优化问题的局部最优解,即桁架结构优化问题的全局最优解是所有工况局部最优解的最大值。以某大桥主桥钢桁架为例,研究了在桥梁自身质量和中-活载联合作用下桥梁主桁架结构尺寸优化问题。计算结果表明:与传统设计方法相比,移动荷载作用下的桥梁主桁架优化后结构总质量减少63.93%。说明考虑荷载移动的桁架结构优化设计方法应用潜力较大,经济性显著。     

涡发生器结构对螺旋通道传热和熵产的影响

为考察恒热流密度时不同形状涡发生器对螺旋通道内流体湍流状态下传热特性的影响,采用RNG K-ε湍流模型,对内壁光滑以及内置体积相同的半球形、圆柱形和圆锥形涡发生器的螺旋通道进行数值模拟。在工质为常温水,热流密度为50 000 W/m2,入口温度为298 K,入口速度范围为0.5~1.0 m/s的条件下,研究了湍流状态下4种螺旋通道的 努赛尔数、泊肃叶数和综合性能评价因子（η）,并根据热力学第二定律进行熵产计算。结果表明：在湍流状态下,3种涡发生器对努塞尔数的影响不大,泊肃叶数有所增加,η均小于且接近1,总熵产提高,并随雷诺数的增加而减小。综上可知,涡发生器结构的改变对螺旋通道的传热效果影响较小,对熵产提升显著。     

窄通道内去离子水的沸腾换热特性实验研究

为了研究矩形窄通道内流动沸腾表面换热系数的影响因素,建立了竖直矩形窄通道流动沸腾传热实验装置,研 究了尺寸为720 mm x250 mm x3.5 mm窄通道内离子水的流动沸腾换热特性。采用单侧壁面加热,改变加热热流密度; 调节恒温水箱温度,改变工质入口温度;以蠕动泵为动力,改变泵的转速,改变工质流量。实验结果表明：入口温度对流 动沸腾表面换热系数基本无影响;流体的紊流度随着质量流量的增加而增加,从而加强了对流换热的强度;在对流沸腾 换热阶段,核态沸腾受抑制,表面换热系数随着加热功率的增大反而降低;在完全对流换热阶段,表面换热系数随着加热 功率的增大基本不变。该研究为更好地设计板式换热器提供了依据。     

基于AutoCAD的烘干筒底盘装配图的设计

在介绍烘干筒的结构和原理的基础上,对烘干筒底盘参数进行设计,并利用二次开发手段对底盘进行程序设计,从运行结果看,能实现对烘干筒底盘装配图的自动设计.     

一种新型结构磁流变阻尼器

提出了一种新型结构的磁流变阻尼器，该阻尼器主要包括内层缸筒、外层缸筒和线圈组件，其中线圈组件固定于外层缸筒的外侧，电磁线圈不与磁流变液接触，具有装拆方便、容易维护、散热良好、能够提高磁流变阻尼器活塞的有效行程等优点。采用ANSYS软件建立新型结构磁流变阻尼器的电磁场有限元模型，将电磁场理论分析值和有限元分析值进行比较，分析结果表明，外层缸筒和线圈组件的特殊结构，能够保证磁流变液流动通道内产生有效磁场。     

天然气加热炉可视化实验研究

针对天然气加热炉的结构,设计搭建了可视化天然气加热炉实验系统.可视化实验系统用电加热的热空气来模拟燃烧热烟气,用降温的冷空气来模拟被加热的天然气.通过实验系统对筒体内中间载热介质的流动与温度分布进行实验分析,提出了一种改进结构,优化布置筒内加热面和冷却面,提高传热效果.     

多孔表面槽道对沸腾传热影响的实验研究

报道了开槽密度和深度对R11工质在烧结多孔表面池沸腾换热影响的实验研究,观察发现,多孔表面开槽,蒸汽从槽道逸出,液体从多孔区吸入到受热面,沸腾换热增强,沸腾可分为液体灌注,槽道起泡和底部蒸干3个区,对特定的多孔层,合理开槽可获得较好的换热效果。     

电站立式给水加热器传热强化及无铜化运行研究

针对电站立式给水加热器的传热特性和强度要求,研制并加工出小螺旋角内外螺旋翅片管（IOSF管）来强化其传热特性,基础试验表明,IOSF管的总传热系数比光滑管提高63%-95%;工业试验表明,采用IOSF管的立式高压加热器总换热系数提高43%,对钢螺旋槽管替代铜光滑管进行了实验研究,结果表明,钢质螺旋槽管给水加热器不仅能保证原有热负荷,还能提高其换热强度,实现了锅炉给水无钢化运行的要求。     

三聚甲醛／水换热器的数值模拟及结构改进

针对某大型化工企业的三聚甲醛／水换热器在生产中发生的失效问题,借助于ANSYS FLUENT 15．O软件对换热 器的流体流动以及传热进行数值模拟。通过分析管程和壳程流体的流速分布、温度分布及压力分布情况,找到产生故障 的原因,提出结构改进措施,并采用数值模拟的方法,验证结构改进的合理性。研究结果表明：改变管程进口的方向和距 离,调整壳程进、出口的位置,并在管程和壳程进口处加防冲档板能够使管程和壳程进、出口处的流场分布趋于均匀;降 低流体对管束的冲击力,改善管束周边的应力分布状态。结构改进后可有效防止事故的发生。     

涡轮叶片尾缘针肋的换热研究

以涡轮叶片尾缘中针肋通道的换热为研究对象，讨论并计算出了一定条件下获得最大针肋通道换热量时针肋的形状曲线和换热优势，系统分析了这种拥有最佳形状曲线针肋的通道散热量随针肋物性参数及几何特征变化的规律。