基于CFD的锥形散射器强化清灰特性数值模拟及优化

针对外滤式滤筒除尘器作业时,尘粒附着在滤料表面,导致过滤效率低、系统阻力高等问题,课题组提出加装锥形散射器,辅助提升压缩气体喷吹压力,干扰流场实现清灰;并采用计算流体力学数值方法对除尘器清灰过程的流场进行模拟。研究结果表明：无散射器的喷吹清灰过程中,滤筒上、中、下的侧壁正压峰值随着喷吹距离的变化,无明显规律呈现;加装锥形散射器后,3个测点位置的侧壁正压峰值呈现出规律变化,随着喷吹距离增加,压力先提升后降低。对散射器顶点距入口距离、底面直径和高度3个因素进行了优化设计,得出最佳结构参数为：散射器顶点距入口10 mm,散射器底面直径60 mm,散射器高度40 mm。     

炭黑急冷器中异形波纹管的承载能力与补偿性能研究

炭黑急冷器中,烟气温度与冷却水温度相差非常大,导致设备中存在很大的热膨胀差。若设备中的热膨胀差过大且未得到良好的热补偿,则设备有可能无法正常运行甚至遭到破坏。针对这种现象,在炭黑急冷器中设置异形(Q形)波纹管。文中以n形波纹管为研究对象,取波纹管中独立的关键参数,运用ANSYS软件对不同结构参数进行数值模拟分析,得到了波纹管结构参数对承载能力和补偿性能的影响规律,并为合理选择波纹管结构参数提供了指导。     

航空超薄压气机叶片堆焊修复强制对流冷却方法

针对航空压气机叶片堆焊修复过程中的冷却要求,选择典型特征点计算出焊接过程的热循环曲线,提出基于氩气垂直射流的强制冷却方法。通过建立射流简化模型仿真得到氩气冲击冷却在壁面上的对流热通量分布曲线,再将仿真结果以边界条件的形式施加到焊接模型中,计算了不同冲击高度及不同喷嘴直径下壁面的压力、流量、对流热通量分布情况以及不同入口流速对冷却性能的影响。根据计算结果,选取最优参数,建立移动热沉模型,计算出不同热沉间距下的冷却效果。结果显示:采用冲击高度4d,喷嘴直径2 mm,入口流速35 m/s,热沉距离7mm的参数,冷却时间可缩短12.5%,采用的冷却方法可加快试片与夹具间隙的传热效率,缩减热影响区域,提升冷却速率。     

水力喷射压裂孔内压力分布研究

水力喷射压裂工艺是集水力射孔和压裂一体的新型油田增产技术。在室内实验基础上， 运用流体力学计算方法， 对水力喷射压裂孔道内压力场进行计算， 得到了井下水力射流在地层孔道内的压力及速度分布， 揭示了喷嘴空间位置、 喷嘴数量、 孔道形状、 喷嘴压降和喷嘴直径对孔道压力的影响规律。结果表明：高速射流之间具有很强的独立性， 喷嘴空间位置和喷嘴数量不会影响孔道内压力； 水力射流在不同形状孔道内产生的压力相同； 孔道压力随喷嘴压降和喷嘴直径的增大而增加。     

喷气织机主喷嘴引纬特性实验研究

为分析喷气织机引纬过程中纬纱进入筘槽段内的运动状态,减少纬纱飞行过程中卷曲、飘动等不利运动情况,通 过优化引纬工艺参数,搭建纬纱运动特性观测实验平台,利用高速摄影技术对纬纱飞入筘槽部分进行拍摄研究,获得气 流特性与纬纱运动速度、加速度等参数之间的关系。实验结果表明,当主喷压力为0.3 MPa、主喷嘴出口距筘槽长度为 20 mm,主喷嘴出口距第一辅喷嘴距离为50 mm时,织造能耗小,纬纱波动小,引纬效率高。研究结果为实际生产提供了 参考。     

生物3D打印活塞式喷头有限元辅助研究

针对国内外活塞挤压喷射生物3D打印研究中,存在过于依赖实验研究、缺乏系统理论分析的问题,提出了有限元辅助分析与设计的方法。利用流体力学相关理论和有限元分析软件ANSYS建立了活塞式喷头挤出过程的流体动力学仿真模型,分析了喷头各项设计参数（喷嘴长度、喷嘴直径、接头长度、接头直径、各变径过渡夹角等）对挤出过程的影响,通过实验验证了喷嘴直径和喷嘴长度对挤出过程产生的影响。研究表明：喷嘴越长,缸体内所需的挤出压力就越大;喷嘴直径越小,挤出压力对其变化就越敏感。该方法能够对生物3D打印活塞式喷头的设计提供一定的理论参考。     

基于Fluent低压旋流喷嘴下游流场数值模拟及分析

运用Fluent软件模拟了低压旋流喷嘴下游流场喷雾情况。利用欧拉 拉格朗日模型模拟气液两相耦合流动。模拟显示：喷嘴喷雾形状为空心锥状,与实验得到的喷雾形状相符。喷雾的液滴速度分布于15~25m/s之间,且随轴向距离的增大而减小;喷雾的液滴直径沿轴向距离增大而增大。     

强吹除雪气固两相流流场数值模拟分析

为研究和分析机场强吹除雪气固两相流流场的压力、速度和雪粒运移规律,依据离散粒子模型建立了强吹除雪气固两相流方程,并采用计算流体力学数值分析方法,对机场强吹除雪的气固两相流流场进行数值模拟分析,得到了气固两相流流场的压力、速度分布曲线和不同时刻下的雪粒分布规律．数值分析结果表明,气固两相流场发展过程迅速,速度分布符合射流理论,湍流强度变化剧烈．数值模拟得到强风强吹除雪的吹雪时间为2．5s．     

基于POLYFLOW的药瓶吹塑成型壁厚优化

为解决医用药瓶吹塑过程中塑件壁厚不均的问题,课题组利用ANSYS软件中的POLYFLOW模块对其进行了成型模拟。通过设计L9(33)正交实验表,研究不同吹胀压力、吹胀时间及模具运动速度对塑件壁厚的影响,从而制定出最佳的工艺参数;再对最佳的工艺参数进行模拟验证,最后通过实际生产验证模拟的结果正确与否。结果表明：吹胀时间8 s、吹胀压力为0.1 MPa和模具运动速度为0.9 m/s时,得到的产品质量较好,壁厚较为均匀。通过该研究为吹塑制件的壁厚控制提供了参考,在一定程度上降低了生产成本。     

喷孔锥度对喷气织机环槽型辅助喷嘴性能的影响

为提升引纬质量，课题组设计了一种环形槽型喷孔辅助喷嘴，并通过数值模拟探究辅助喷嘴结构对喷射性能的影响。课题组依据喷射出口面积等效原则，设计了3种环槽型辅助喷嘴，并分别建立了环形槽结合中心式辅助喷嘴的流场模型；利用FLUENT软件对建立的流场模型进行数值模拟，得到供气压力0.3 MPa时不同喷孔锥度的各环槽型辅助喷嘴对称面上速度云图、出口流速中心线上速度分布曲线图、气耗量，以及距喷嘴出口20，50，70 mm处截面速度分布图。结果表明：对同种环槽型辅助喷嘴，随着喷孔锥度增大，辅助喷嘴的喷射性能明显增强；喷孔锥度大于0°时,喷孔锥度增大各喷嘴出口处射流速度也随之增大。环槽型辅助喷嘴为喷气织机引纬提供了一种效率更高的方法。     

高脚椅子气辅成型的设计优化

针对目前高脚椅子类塑料制品在设计气辅模具时,存在强度不够、表面质量差、成型困难等缺陷,利用CAE技术 进行进气系统优化,并用正交试验进行成型工艺优化,最终得到最优的气辅成型设计方案和成型工艺参数。应用结果表 明在制品明显需要进气部位直接开设进气口最有利于气辅成型,且对此类不规则制品,成型工艺参数对气道影响程度依 次为：预注射量>气体注射压力>气体延迟时间>熔体温度。     

基于BP人工神经网络的磨料水射流切割深度模型

在已知的磨料水射流切割混凝土实验数据的基础上,应用BP人工神经网络理论,并且借助MATLAB神经网络工具箱,建立磨料水射流切割深度模型.模型中包括的射流参数有射流压力、靶距、磨料粒径、磨料流量、磨料喷嘴直径、磨料喷嘴长度及横移速度.通过模型预测结果与实验结果的比较,表明模型具有一定的精度.     

通径12.5 mm新型2D数字伺服阀实验研究

针对原有2D数字伺服阀存在加工困难等问题,文章设计了新型的通径12.5 mm 2D数字伺服阀。分析了12.5 mm通径斜槽型2D数字伺服阀的工作原理、结构特性,设计了斜槽型的导控机构,不仅方便加工,而且使伺服阀的整体 性能得到很大提高。在此基础上设计并搭建了实验平台,在21 MPa的系统压力下对阀进行静动态实验研究。实验结果 表明该阀的线性度约为4. 1%,滞环约为1.9%,不对称度为3.1%,零位泄露量为5.60 L．min-1导控级的零位泄漏量为 0. 64 L．min-l,频宽为175 Hz（对应25%额定流量）。较之同样级别的伺服阀具有更好的动静态特性,结构更加紧凑。     

3mm波相参脉冲放大链

根据３ ｍ ｍ 波段相参脉冲雷达对发射机的要求,拟定了基波注入锁定３ ｍ ｍ 波谐波振荡器、３ｍ ｍ 波连续波雪崩振荡器和两级脉冲雪崩振荡器级联注入锁定的放大链路方案,提出并实施了“脉间异频防泄漏技术”,抑制了漏信号对系统工作的有害影响,实现了当输入电平为２ ｍ Ｗ 的６ ｍ ｍ 波信号时,３ ｍ ｍ波输出脉冲峰值功率大于５ Ｗ,脉宽约３０ ｎｓ。     

疏水进入除氧器水箱喷注噪声的实验研究

通过实验探索了蒸汽在水下有限空间喷注时喷注噪声的辐射规律，发现其Ａ声压级同水的过冷度有直接关系；喷头孔径对最大喷注噪声Ａ声压级的影响不大，但较大的孔径可以使最大Ａ声压级出现的位置向低温处移动，而较小的孔间距可降低喷注噪声。同时发现，蒸汽水下喷注噪声的产生机理和空气动力性噪声的产生机理是不完全相同的，因此对小孔喷注噪声的研究结果不能直接应用于蒸汽水下喷注噪声的预测。