基于ZJU400土工离心机的CFD模拟方法

目的给出可靠的CFD模拟方法,用于土工离心机风阻功率估算,得到流场及温度场模拟结果。方法针对ZJU400中高速大型土工离心机,利用结构化网格划分使转臂及内壁面处的y+值<30,使其满足湍流模型边界层厚度要求。利用k-omega SST湍流模型和MRF多参考系方法对ZJU400土工离心机进行数值模拟,对模拟所得风阻功率、流场和温度场进行对比验证。结果模拟所得风阻功率与ZJU400实测数据偏差<10%,模拟所得流场与文献[8]中的结果吻合,温度场与实测数据吻合。结论针对ZJU400中高速大型土工离心机的CFD模拟方法取得了精度较高的模拟结果,通过仿真模拟弥补了大型土工离心机实验数据缺乏问题,减少了对实验数据的依赖,为制造设计和研究大型土工离心机提供了CFD模拟方法。     

基于CFD的土工离心机风阻及流场特性分析

目的估计土工离心机的风阻功率。方法针对一稳态运行的中低速土工离心机,利用多参考坐标系(MRF)模拟转臂与墙壁之间的相对运动,对离心机稳态运行时机室内的空气流场进行CFD仿真,对计算流体力学仿真、解析公式方法和试验的风阻功率进行对比。结果三种方法得到的风阻功率较为接近,验证了数值仿真方法的正确性。同时,研究了机室内空气流速和压力的空间分布特征,验证了经典解析公式的假设合理性。结论 CFD仿真方法避免了传统解析方法对试验数据的依赖和参数选取主观性,能够得到较高精度的分析结果,该研究为基于计算流体力学的土工离心机的高置信度风阻计算打下了基础。     

基于CFD方法的土工离心机数值建模

目的 研究湍流模型和旋转域划分对土工离心机数值计算的影响,以建立适用于土工离心机计算的数值模型。方法 针对一款有实测风阻功率的土工离心机模型,分别采用SRF和MRF方法进行建模,选用标准k-ε、RNG k-ε和SST k-Omega湍流模型,对不同转速下土工离心机室内流场进行数值模拟,对比计算所得风阻功率、流场及温度场分布。结果 标准k-ε模型和SST k-Omega模型对湍流黏度的过度预测会导致计算所得土工离心机风阻功率偏大。中低转速下,旋转域的划分对计算结果的影响较小,但采用SRF方法计算所得的风阻功率与实验值更接近。结论 通过对比实验结果,为土工离心机计算建立了较为可靠的数值模型,并通过对比流场分布分析了因湍流模型选择引起计算误差的原因,为土工离心机数值模拟提供了思路。     

长转臂离心机转臂设计

目的根据离心机转臂结构特点,设计符合技术指标要求的转臂结构。方法首先根据离心机风阻功率分析,得到转臂高度范围,并通过转臂受力分析,初步确定转臂拉力带构型,接着以质量最轻为目标,以转臂垂向变形量和应力值为约束条件进行优化设计。结果通过初步拓扑设计及后续优化设计获得了理想的拉力带截面参数,并对优化后的转臂构型进行力学分析。结果表明,结构满足强度、刚度和动态性能要求。结论所设计结构满足技术指标要求。     

振动离心复合环境下结构响应试验研究

目的研究振动离心试验系统复合功能下的振动台体、吊篮连接装置、离心机机臂端头及机臂中部的结构振动响应特性及传递规律。方法根据复合振动激振系统在不同工况下,测量离心机机臂、连接装置等部位的加速度响应,以振动台体为基准,计算被测部位相对于台体的振动加速度传递比。结果在振动离心复合功能运行时,振动响应沿台体、吊篮连接装置、机臂端头到机臂中部逐级衰减,机臂中部处振动响应最小,响应传递比呈衰减规律;振动复合试验中机臂沿径向传递比为2.3%、沿切向传递比为2.6%;在正弦拍波试验中,机臂沿垂向传递比为2.3%,沿切向传递比为3.1%,传递比随拍波频率增大而变化;地震波试验中机臂沿垂向传递比为9.4%,切向传递比为2.9%。结论通过试验分析得到振动离心复合下离心机结构连接装置、机臂等位置的振动响应和传递规律,结果可为大型复杂离心机结构设计及模型修改等提供数据支持。     

综合预应力与陀螺效应的TLJ500土工离心机模态分析

目的 分析获得离心机运转时各综合效应对其模态频率的影响.方法 从理论上推导结构在无离心场时,仅考虑预应力刚化效应和仅考虑旋转软化效应与综合考虑各效应时结构固有频率之间的关系.建立TLJ500土工离心机静止状态及运转状态的有限元模型,并根据TLJ500静止状态的模态试验结果对有限元模型中主轴轴承部位的材料参数进行修正识别,获得可信度更高的模型.再将修正识别得到的主轴轴承参数代入离心机运转状态的有限元模型,开展离心机运转状态的模态分析,结合理论分析结果,计算得到综合考虑预应力刚化效应与旋转软化效应时离心机关心模态频率的结果.结果 运转状态TLJ500离心机关心模态频率计算结果与试验结果比较一致.结论 仿真结果验证了文中方法的可行性,为离心机临界转速设计提供了一种可信的数值模拟预测方法.     

旋压变形数值模拟中局部加载卸载问题的处理

此文介绍了旋压加工数值模拟中遇到的局部加载卸载问题的处理方法,并对筒形件强力旋压过程进行了数值模拟,求得了变形区应力应变的分布,理论计算结果与变形实际和实测结果完全吻合.     

电除尘器气流分布数值计算方法研究

运用CFD方法对电除尘器内的气流流动进行数值计算,以相应的电除尘器气流分布模型试验为验证算例。数值计算采用多孔介质模型简化进口喇叭气流分布板,以第一电场进口断面的气流速度分布趋势及相对均方根值为评判标准,对比3种不同导流片布置方案的模型实测结果与数值计算结果。结果表明:各方案模拟结果与试验结果均吻合较好,最终布置方案的数值计算结果满足电除尘器设计要求。     

某离心机模型辨识与仿真

目的辨识某离心机的加速度控制模型,并开展控制系统仿真和优化。方法实测某离心机运行时的转速、电压、电流等,对保载和加速状态的电流进行拟合,进而分析保载阻力、等效转动惯量等模型参数。建立离心机加速度控制系统Simulink仿真模型,进行仿真试验。结果基于辨识的模型参数进行仿真的结果与真实系统试验的结果很接近,为控制系统优化、各种试验能力和误差预估提供了可信的模型。结论采用的辨识方法可行,辨识的参数正确,离心机仿真模型运行快速正确,可供相关离心机辨识和仿真参考。     

污水排海扩散器的数值模拟与模型试验

在污水排海工程的设计工作中,采用数值模拟与模型试验相结合的方法是一种有效的设计手段。本文结合某污水排海整治工程,首先采用HydroInfo-1D管网模型对该工程排污扩散器进行数值模拟,得到相应各喷口的流量、流速和弗劳德数,然后设计水工模型试验对数值模拟结果进行验证。模拟结果显示,两种排放流量工况下该扩散器各喷口出流均具有很好的均匀性,且弗劳德数均大于1,满足设计规范的要求。此外,通过将实验结果与计算结果对比,发现两种工况下流量的计算值与实验值的最大误差分别为2.18%和2.42%,流速的最大误差分别为2.19%和2.43%,说明该模型的计算结果具有较高的精度。研究结果表明:该模型可以准确的对污水排海扩散器进行模拟,且管道的设计结构参数满足实际运行要求。     

土工离心机研制概述

简要介绍了土工离心机发展状况,结合TLJ-500型土工离心机设计情况,重点就土工离心机研制及设计需关注的问题进行讨论。比较了土工离心机的总体布局和三种不同主机结构方式的优缺点,就离心机最大加速度、有效半径、容量等土工离心机设备研制的相关指标确定进行了讨论。详细描述了土工离心机主传动系统,转动系统,油、水、气旋转接头系统,控制系统,测试系统等系统设计情况。针对离心机消耗功率、主机室内温升、实验室噪音控制等问题,对实验室建设提出几点建议。     

精密离心机结构误差对其运动精度的影响研究

目的研究精密离心机结构误差对其运动精度的影响。方法基于LMS Virtual.Lab Motion平台,开展精密离心机主轴回转系统静不平衡量、静压气体轴承铅垂度、转盘与静压气体轴承垂直度等结构误差对主轴半径误差和倾角误差的影响规律研究。结果获得了精密离心机结构误差对其运动精度的影响规律。结论随着主轴回转系统静不平衡量、铅垂度误差和垂直度误差的增大,主轴回转系统的半径误差和倾角误差均线性增加。     

离心机风阻功率及启动过程分析

目的研究离心机的风阻功率和启动过程。方法针对圆柱形机室内运行的离心机,分析机室内空气承受的悬臂力矩和摩擦力矩,基于动量矩定理和流场的线性分布假设推导随流比方程,给出随流比的显式表达式,继而导出离心机风阻功率的计算公式。结果针对恒扭矩启动条件,得到了离心机角速度和风阻功率随时间变化的函数关系;基于能量守恒原理,得到了机室内的空气温升。结论基于离心机的设计参数,给出了角速度和风阻功率的时间变化曲线。通过该项目的研究,为离心机的工程设计提供了理论依据。     

600g-t土工离心机吊篮力学分析与强度设计

目的对600g-t土工离心机的吊篮各部件开展力学分析与强度设计。方法基于土工离心机的吊篮结构初始设计方案,利用Ansys有限元分析软件,采用非线性接触算法开展吊篮优化力学分析。结果通过优化设计,吊篮结构相对于初始结构各部件的最大应力下降39%~59%。结论优化后的吊篮结构满足强度要求。     

基于Elman神经网络的流体管道泄漏点检测定位

目的通过Elman神经网络预测对泄漏点进行过检测定位。方法基于流体压力波的负压波法及反馈型Elman神经网络方法,开展水力输运管道的泄漏定位研究。利用Flowmaster仿真软件中的水力输运模型建立长度为1100 m的一维管路系统,针对此系统开展不同管路状态参数下的数值仿真计算。结果通过小波变换技术实现了数据降噪与奇异点捕捉,完成了泄漏点位置的估算。同时,借助反馈型Elman神经网络,开展了不同泄漏工况下的网络训练和预测,利用经过训练的神经网络对所选取的5组泄漏点完成了定位预测,最大测试误差为1.83%。结论通过Elman神经网络预测得到的结果与实际泄漏位置进行对比,验证了反馈型神经网络方法在管路泄漏智能定位问题中的准确性与有效性。     

基于Delphi和PLC的大型离心机控制系统设计和实现

目的实现大型离心机的自动控制。方法设计上位机和PLC构成的上下位机离心机控制系统,上位机通过以太网及OPC与PLC通讯,PLC采用Device Net总线与数字直流调速器通讯。开发基于Delphi编程语言的上位机控制软件和PLC程序。结果软硬件实现了预定功能,系统实现了大型离心机自动运行。结论该控制系统性能佳,可靠性高,操作方便。     

基于奇异谱的精密离心机空气轴承主轴回转系统误差分析

目的提出一种精密离心机主轴回转系统误差分析方法。方法基于奇异谱分析对主轴回转误差的趋势进行提取,采用4个安装指定位置的高精度传感器测量轴回转相对位置变化,对数据进行奇异谱分析,采用差分奇异谱的准则来确定重构数据所需的基本分解信号,重构获得的数据为测量数据的趋势部分,即为主轴回转的系统误差。结果重构获得的数据趋势在各个转速下均与实测结果趋势基本一致。结论基于奇异谱分析的精密离心机空气轴承主轴回转误差趋势分析方法能够有效地用于补偿修正该系统误差。