双轴桨叶式混合机混合性能分析及结构优化
发布时间：2021-05-18 06:22
混合机是饲料、化工等领域的关键设备,双轴桨叶式混合机因其混合高效、混合效果好成为应用最广泛的混合机类型之一。目前研究人员在该领域虽然已经积累了大量统计数据和经验,但是对于混合机内部物料的运动信息知之甚少,混合特性与混合机理不明确。本文对双轴桨叶式混合机混合机理、混合特性及结构优化进行数值模拟研究,这不但对于混合设备的优化设计具有重要的指导意义,而且对开发新型混合设备也具有现实的理论意义。主要内容如下:（1）研究了粉体混合过程建模理论与技术。基于Solidworks、ICEMCFD和Fluent平台,研究了湍流模型、多相流模型、混合反应模型、动区域计算模型及力学模型的构造理论,确定了适用于研究粉体双轴桨叶混合的数值模型,湍流模型采用标准的k—ε模型,多相流模型采用混合模型,混合反应模型采用物质传递模型、动区域计算模型采用动网格模型。（2）建立了双轴桨叶式混合机混合过程数值分析模型,对混合特性进行数值模拟研究。建立了基于Fluent平台的有限元分析模型,并通过混合机扭矩实验验证了模型的正确性;基于该模型采用加入示踪剂的方法研究了不同监测点位浓度的变化,分析了物料在混合机内的混合规律,确定了...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景和研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 饲料混合机的发展概况
1.2.2 混合机内流动特性的研究
1.2.3 混合机内混合特性的研究
1.3 混合设备的数值模拟技术
1.3.1 CFD技术的概况
1.3.2 CFD技术在混合设备上的应用现状
1.4 课题研究的主要内容
2 混合机理及混合过程建模技术
2.1 饲料混合机结构与工作原理介绍
2.1.1 饲料混合机的结构
2.1.2 混合机的工作原理
2.2 混合机的混合性能指标
2.3 数值计算模型
2.3.1 前处理软件ICEM CFD
2.3.2 CFD求解器Fluent
2.3.3 湍流模型
2.3.4 多相流模型
2.3.5 混合反应模型
2.3.6 动区域计算模型
2.3.7 力学模型
2.4 本章小结
3 双轴桨叶式混合机的数值模拟
3.1 模拟过程
3.2 模型建立
3.2.1 物理模型
3.2.2 网格划分
3.2.3 数值求解设置
3.3 模型验证
3.3.1 工装夹具设计
3.3.2 组桥方式
3.3.3 验证结果
3.4 混合特性分析
3.5 本章小结
4 不同参数对混合特性的影响研究
4.1 影响混合机混合特性的主要因素
4.1.1 桨叶形状
4.1.2 桨叶安装角度
4.1.3 转子转速
4.1.4 填充率
4.2 桨叶形状对混合效果的影响
4.3 桨叶安装角度对混合效果的影响
4.4 转子转速对混合效果的影响
4.5 填充率对混合效果的影响
4.6 本章小结
5 双轴桨叶式混合机的结构优化
5.1 混合机结构优化方案
5.2 数值模拟结果分析
5.3 不同监测点浓度变化分析
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CFD模拟的新型径向流搅拌桨设计[J]. 孙东东,郑志永,李晶,詹晓北,高敏杰,金亚楠. 过程工程学报. 2017(04)
[2]基于CFD的搅拌机提升叶轮特性研究[J]. 薛广进,王洋,杨力,姚左钢,董红,林海燕. 市政技术. 2017(01)
[3]桨叶安装角度对反应器内混合特性影响的模拟分析[J]. 尹伟齐,曹秀芹,赵振东. 北京建筑大学学报. 2016(04)
[4]基于CFD技术研究桨桶间隙对搅拌影响[J]. 陈璟,黄梅珍,吴国勇,邓昌建. 广西科技师范学院学报. 2016(01)
[5]小型卧式螺带混合机的使用参数优化[J]. 柴民杰,陈海燕,邵博. 中国农机化学报. 2015(06)
[6]全混合日粮混合均匀度检测方法的试验研究[J]. 于克强,何勋,李利桥,王德福,张全超,那明君. 沈阳农业大学学报. 2015(04)
[7]叶片转速对搅拌机内部流场影响的数值模拟[J]. 赵晓亮,孟凡英. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2015(06)
[8]基于近红外光谱技术的饲料混合均匀度检测[J]. 撖淙武,王春光. 农机化研究. 2015(03)
[9]我国双轴桨叶式饲料混合机生产现状及产品质量分析[J]. 葛一健. 渔业现代化. 2012(05)
[10]不同混合机最佳混合时间测定的试验研究[J]. 程秀花,朱晓龙,王丽. 饲料工业. 2012(19)
硕士论文
[1]饲料混合机可靠性分析与设计[D]. 欧阳杰.南京理工大学 2015
[2]双层高效混合机的数值模拟及结构优化[D]. 孙瑜.南京理工大学 2009
[3]摆动式搅拌流场与混合过程的数值模拟[D]. 杨锋苓.山东大学 2007
本文编号：3193288
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景和研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 饲料混合机的发展概况
1.2.2 混合机内流动特性的研究
1.2.3 混合机内混合特性的研究
1.3 混合设备的数值模拟技术
1.3.1 CFD技术的概况
1.3.2 CFD技术在混合设备上的应用现状
1.4 课题研究的主要内容
2 混合机理及混合过程建模技术
2.1 饲料混合机结构与工作原理介绍
2.1.1 饲料混合机的结构
2.1.2 混合机的工作原理
2.2 混合机的混合性能指标
2.3 数值计算模型
2.3.1 前处理软件ICEM CFD
2.3.2 CFD求解器Fluent
2.3.3 湍流模型
2.3.4 多相流模型
2.3.5 混合反应模型
2.3.6 动区域计算模型
2.3.7 力学模型
2.4 本章小结
3 双轴桨叶式混合机的数值模拟
3.1 模拟过程
3.2 模型建立
3.2.1 物理模型
3.2.2 网格划分
3.2.3 数值求解设置
3.3 模型验证
3.3.1 工装夹具设计
3.3.2 组桥方式
3.3.3 验证结果
3.4 混合特性分析
3.5 本章小结
4 不同参数对混合特性的影响研究
4.1 影响混合机混合特性的主要因素
4.1.1 桨叶形状
4.1.2 桨叶安装角度
4.1.3 转子转速
4.1.4 填充率
4.2 桨叶形状对混合效果的影响
4.3 桨叶安装角度对混合效果的影响
4.4 转子转速对混合效果的影响
4.5 填充率对混合效果的影响
4.6 本章小结
5 双轴桨叶式混合机的结构优化
5.1 混合机结构优化方案
5.2 数值模拟结果分析
5.3 不同监测点浓度变化分析
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CFD模拟的新型径向流搅拌桨设计[J]. 孙东东,郑志永,李晶,詹晓北,高敏杰,金亚楠. 过程工程学报. 2017(04)
[2]基于CFD的搅拌机提升叶轮特性研究[J]. 薛广进,王洋,杨力,姚左钢,董红,林海燕. 市政技术. 2017(01)
[3]桨叶安装角度对反应器内混合特性影响的模拟分析[J]. 尹伟齐,曹秀芹,赵振东. 北京建筑大学学报. 2016(04)
[4]基于CFD技术研究桨桶间隙对搅拌影响[J]. 陈璟,黄梅珍,吴国勇,邓昌建. 广西科技师范学院学报. 2016(01)
[5]小型卧式螺带混合机的使用参数优化[J]. 柴民杰,陈海燕,邵博. 中国农机化学报. 2015(06)
[6]全混合日粮混合均匀度检测方法的试验研究[J]. 于克强,何勋,李利桥,王德福,张全超,那明君. 沈阳农业大学学报. 2015(04)
[7]叶片转速对搅拌机内部流场影响的数值模拟[J]. 赵晓亮,孟凡英. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2015(06)
[8]基于近红外光谱技术的饲料混合均匀度检测[J]. 撖淙武,王春光. 农机化研究. 2015(03)
[9]我国双轴桨叶式饲料混合机生产现状及产品质量分析[J]. 葛一健. 渔业现代化. 2012(05)
[10]不同混合机最佳混合时间测定的试验研究[J]. 程秀花,朱晓龙,王丽. 饲料工业. 2012(19)
硕士论文
[1]饲料混合机可靠性分析与设计[D]. 欧阳杰.南京理工大学 2015
[2]双层高效混合机的数值模拟及结构优化[D]. 孙瑜.南京理工大学 2009
[3]摆动式搅拌流场与混合过程的数值模拟[D]. 杨锋苓.山东大学 2007
本文编号：3193288
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