国家自然科学基金(51365018)
- 作品数：31 被引量：63H指数：6
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- 基于VOF方法的多孔陶瓷快速成型喷嘴流场数值分析
- 2018年
- 为改善多孔陶瓷坯体中泥料开裂、分层现象,利用VOF方法和层流模型,以等效的二维网格模型对多孔陶瓷快速成型喷嘴流场进行数值分析,分析泥料进口速度对速度分布、压力分布和泥料体积分数的影响。结果表明：泥料进口速度为0.001 m/s时,喷嘴内速度分布均匀,没有出现空气涡;进口速度为0.002 m/s时,喷嘴内部存在压力差,在喷嘴轴线1/5处出现约占喷嘴总面积0.5%的空气涡;进口速度为0.003 m/s时,空气涡约占喷嘴总面积6%;数值分析和实验结果基本吻合,误差在12.5%以内,在用快速成型技术制备多孔陶瓷时,泥料进口速度需控制在临界值0.002 m/s以下。
- 吴南星甘振华余冬玲江竹亭廖达海
- 关键词：喷嘴VOF方法
- 陶瓷墙地砖干法造粒机主轴偏心率对造粒效果的研究
- 2016年
- 针对陶瓷墙地砖干法造粒制粉存在的颗粒级配分布不均匀的现象,搭建试验平台研究主轴偏心率对造粒过程中颗粒级配的影响,同时基于欧拉-欧拉模型模拟造粒过程颗粒的分散性及验证实验结果的可靠性,优化主轴偏心率。实验结果表明:当偏心率为0.15、0.25、0.35时,颗粒的有效质量百分比依次为79.5%、85.5%、79.4%,且当偏心率为0.25时,颗粒级配均匀性最佳。同时数值模拟结果表明:当偏心率为0.15、0.25、0.35时,颗粒在造粒室形成的堆积度依次分别为7%、3%、11%,说明实验结果与数值模拟基本相吻合,验证了实验的可靠性,表明主轴偏心率为0.25时造粒效果颗粒的级配均匀性最佳。
- 吴南星成飞余冬玲廖达海方长福
- 关键词：干法造粒颗粒级配均匀性
- 数值模拟技术在“材料力学”教学中的应用研究
- 2021年
- 针对“材料力学”传统教学方式易导致学生学习主动性差、理论知识掌握不牢靠,工程运用能力不足,而新的教学改革手段则存在成本大、耗材大及未做到理论与实践相结合等问题,课题组以材料力学中受力弯曲的T形截面梁为例,基于数值模拟方法,采用线模型建立T形截面梁的简化物理模型,构建受力过程中的数学模型,并进行数值模拟。利用数学模型的理论计算及材料力学中相应判断原则得到T形梁受载荷后的剪力、挠度及弯矩分布情况与模拟结果相吻合,验证了模型的有效性。数值模拟得到T形梁受载荷后剪力云图、挠度云图、弯矩分布情况及相应位置数值的大小,可为数值模拟技术在“材料力学”教学中的应用提供指导。
- 乐建波况小春计燕华程栋
- 关键词：T形截面梁数值模拟物理模型数学模型
- 陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料粉体成形与造粒室转速的影响被引量：5
- 2017年
- 为分析陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料粉体成形与造粒室转速的关系。基于欧拉-欧拉双流体模型模拟陶瓷干法造粒混料过程数理模型,同时对坯料粉体粗糙度、粉体级配及粉体流动性指数进行实验分析,验证数值模拟的正确性。当造粒室转速分别为120 RPM、140 RPM、160 RPM时,坯料粉体体积分布大小基本保持不变,坯料粉体均匀性和分散性逐渐变好,团聚现象逐渐消失;当造粒室转速分别为180 RPM、200 RPM时,坯料粉体体积分布大小仍基本保持不变,坯料粉体均匀性和分散性逐渐变差,团聚现象逐渐明显。实验结果表明:当造粒室转速分别为120 RPM、140 RPM、160 RPM、180 RPM、200 RPM时,坯料粉体粗糙度系数平均值依次为1.79、1.77、1.68、1.74、1.78;粉体级配百分比依次为73%、77%、89%、80%、72%;流动性指数依次为63.54、66.95、69.75、68.32、67.21。综合分析说明:造粒室转速为160 RPM时,坯料粉体均匀性和分散性良好,且无明显团聚现象,此时坯料粉体粗糙度系数平均值最小、粉体级配百分比最高、流动性指数最大,即造粒效果最好。
- 余冬玲花拥斌吴南星廖达海朱祚祥刘玉涛
- 关键词：干法造粒
- 陶瓷干法造粒机造粒立柱个数对混料效果的数值模拟被引量：1
- 2018年
- 针对陶瓷干法造粒机造粒立柱个数对混料效果的影响,结合实验与数值模拟对比分析混料过程造粒立柱个数对混料堆积度的影响。基于CFD方法建立造粒立柱的数学物理模型,模拟混料过程中造粒立柱数目变化情况,并实验测得颗粒堆积度随造粒立柱个数变化的情况。仿真结果与实验数据对比表明:当造粒立柱个数为6,仿真结果显示颗粒堆积度占整体颗粒体积的20%-23%,实验测得颗粒堆积度占整体颗粒体积的19%-24%;当造粒立柱个数为8,仿真结果显示颗粒堆积度占整体颗粒体积的5%-7%,实验测得颗粒堆积度占整体颗粒体积的6%-9%;当造粒立柱个数为10,仿真结果显示颗粒堆积度占整体颗粒体积的11%-14%,实验测得颗粒堆积度占整体颗粒体积的13%-15%。仿真结果与实验数据对比分析说明:当造粒机造粒立柱个数为8时,混料效果最好。
- 江竹亭江毅李冠彪徐振宇方长福廖达海
- 陶瓷干法造粒机叶片安装高度对造粒效果的影响被引量：1
- 2014年
- 为了分析陶瓷干法造粒机叶片安装高度对造粒效果的影响,该文基于欧拉—欧拉模型建立数学模型,利用有限体积法求解,模拟研究了造粒过程中颗粒的体积分布情况。结果表明:当叶片与造粒室底端最小距离为15 mm时,颗粒的分散性最好,造粒效果最佳。
- 吴南星鲍星廖达海肖志锋
- 关键词：叶片数值模拟分散性
- 挡板对陶瓷干法造粒气-固两相流混合过程的影响被引量：5
- 2019年
- 为探究陶瓷干法造粒气-固两相流混合过程挡板对粉体混合效果影响,构建欧拉气-固两相流模型分析空气与粉体相互作用,简化造粒区域并建立粉体混合过程三维物理模型,采用滑移网格法、多重参考系法模拟造粒室旋转运动,修正RNG离散模型分析湍流状态。根据径向及轴向粉体体积分数分布、速度场探究不同挡板对粉体混合影响,并改进挡板位置和结构以提高粉体混合程度。结果表明:当造粒室内分别含矩形壁挡板、矩形底挡板、半圆形壁挡板时,粉体轴向体积分数高于0. 27的区域分别占总面积29%、40%、37%;粉体径向体积分数高于0. 29的区域分别占总面积24%、15%、33%;粉体轴向平均速度分别为0. 4 m/s、0. 5 m/s、0. 6 m/s;对不同粒径的粉体进行密度测定实验,当造粒室内含矩形壁挡板时,粉体密度基本为1. 9 g/cm3,一致性较好。该结果显示矩形壁挡板造粒室内的粉体堆积程度最低,粉体混合性能最优,该模型及结果能够有助于提高对陶瓷干法造粒室气固两相流流场的理解,并对造粒室挡板设计优化提供一定理论指导。
- 吴南星甘振华赵增怡余冬玲江竹亭廖达海
- 关键词：挡板
- 十字形挡板造粒室内干法制粉混料过程数值模拟被引量：1
- 2018年
- 为改善干法制粉造粒室内颗粒混合特性,使其具有良好的造粒效果。采用计算流体力学方法,构建欧拉-欧拉双流体模型,对气固两相流场进行数值模拟,分析了十字形挡板造粒室内的压力场、速度场及颗粒体积分数,并结合实验与数值结果进行对比。结果表明:底部加装十字形挡板后,造粒室底部的压力分布状况更为均匀,提高了造粒室内颗粒整体速度;十字形挡板造粒室内颗粒体积分布达到71%,颗粒能够充满造粒室大部分区域,改善了底部颗粒堆积现象;颗粒合格率提高了6. 9%,流动性指数提高了6;实验结果验证了数值模拟的正确性,十字形挡板造粒室有利于促进颗粒混合,提高了颗粒的合格率及流动性,造粒效果更优。
- 吴南星邓立钧朱祚祥余冬玲陈涛廖达海
- 关键词：干法制粉
- 陶瓷墙地砖干法制粉坯料颗粒与主轴转速分析被引量：2
- 2018年
- 为分析陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料颗粒与主轴转速的关系,以黏土、长石、石英等为造粒原料,采用陶瓷墙地砖干法造粒设备制备坯料颗粒,基于主轴转速的改变,分析坯料颗粒流动性及有效颗粒百分比与主轴转速的关系,同时数值仿真验证实验结果正确性。实验结果表明:当主轴转速分别为2500 RPM、2700 RPM、2900 RPM、3100 RPM、3300 RPM时,坯料颗粒的流动性指数依次为58.0、68.0、80.5、74.0、67.0,有效颗粒百分比依次为81.5%、83.1%、88.0%、86.4%、83.9%。数值仿真表明:当主轴转速分别为2500 RPM、2700 RPM、2900 RPM、3100 RPM、3300 RPM时,造粒室底部坯料颗粒最大堆积密度依次为0.40、0.36、0.32、0.36、0.36。综合分析说明:当主轴转速为2900 RPM时,坯料颗粒流动性最好,有效颗粒百分比最优,此时造粒效果最佳。
- 廖达海宁翔吴南星江竹亭陈涛
- 关键词：干法造粒主轴转速堆积密度
- 陶瓷干法造粒过程温度场对造粒效果的研究被引量：6
- 2016年
- 针对陶瓷干法造粒机造粒过程温度场对造粒效果的影响,结合实验与数值模拟对比分析造粒过程温度场对造粒效果的影响。基于CFD方法建立模拟造粒过程温度场的数学模型,模拟造粒过程中温度场随时间变化情况,并实验测得造粒室温度值、造粒成品率随时间变化情况。仿真结果与实验数据对比表明:当造粒时间为7 min时,仿真结果显示造粒室内的温度值都低于80℃,实验测得颗粒成品率占整体颗粒质量的56%;当造粒时间为9 min时,仿真结果显示造粒室内温度值高于80℃的区域占造粒体积3%,实验测得颗粒成品率占整体颗粒质量的72%;当造粒时间为11 min时,仿真结果显示造粒室内温度值高于80℃的区域占造粒体积21%,实验测得颗粒成品率占整体颗粒质量的61%。仿真结果与实验数据对比分析说明:当造粒室内温度值高于80℃时,将在一定程度上降低造粒的成品率。
- 吴南星成飞余冬玲廖达海方长福
- 关键词：温度场
