一种新型均匀扩散器流场的数值模拟.pdfVIP

第28卷第4期 力 学 季 刊 Vo1．28 No．4 2007年 12月 CHINESE QUARTERLY OF MECHANICS Dec．2007 一 种新型均匀扩散器流场的数值模拟 梁志勇，刘东顺，赵丹平 (东华大学 理学院．上海 200051) 摘要：异性纤维检出设备中扩散器内部流场的情况，直接影响着落棉率和整个清除系统的工作效率。本文用计 算流体力学软件FLUENT对新型均匀扩散器的流场进行数值模拟，通过改进扩散器的结构参数，实现流场的均 匀和稳定，进而提高整个系统纤维检出设备的清除效率。之后对计算结果进行分析，提出了两种经过结构优化的 改进模型，并分析了其内部流场。 关键词：均匀扩散器；流场；落棉率；数值模拟；结构优化 中图分类号：TB126 文献标识码：A 文章编号：0254—0053(2007)04—667—9 Numerical Simulation of Flow Field in a New Diffused Equipment LIANG Zhi—yong，LIU Dong—shun，ZHAO Dan—ping (College of Science，Donghua University，Shanghai 200051，China) Abstract：The stability of flow field in the New Diffused Equipment directly affects the cotton reclaimed rate and the efficiency of whole working system．The calculations were provided on the New Diffused Equipment model by using computational fluid dynamics software FLUENT，the reliable velocity field was obtained．Base on this，two models were given to optimize the New Diffused Equipment whose parameters were improved． Key words：New Diffused Equipment；cotton reclaimed rate；numerical simulation 目前的异性纤维检出设备，大部分都是使原棉开松后经特殊风管，散布于一定的工作宽度上(流场扩 散器部分)，在两侧用高分辨率的彩色线扫描摄象机或图像传感器阵列，将经过的原料图像接收下来，然后 计算机对记录下的图像进行分析，分辨出与原棉颜色和尺寸不同的杂质，当含杂质的原料被气流输送到排 杂区时，横向排列的空气喷嘴根据杂质所处的位置射出高压空气，将杂质吹落人排杂箱中 。但由于棉流 输送时速度不均匀会使空气喷嘴将棉花纤维也吹人排杂箱中，从而使落棉率升高，影响整个系统的工作效 率。为了降低落棉率，很有必要对流场扩散器的流场进行数值模拟，通过改进扩散器的结构参数，得到理想 的稳定的流场，进而提高整个系统的清除效率。东华大学纺织学院程隆棣教授等人设计了一种新型流场均 匀扩散器，本文针对这种新型扩散器进行数值模拟，通过对计算结果进行分析，对结构进行优化。 1 数学模型 由于新型扩散器的结构比较复杂，如果把内部流体用两相流理论进行计算比较困难，为了简化计算， 本文作了如下假设：空气和混合于其中的纤维混合均匀。用单相流模式计算且取混合流体的密度比空气密 收稿日期：2005—12—06 作者简介：梁志勇，(1966一)，男，湖北省大悟县人，副教授．研究方向：计算流体力学 力 学 季 刊 第28卷 度略大，即lD混=1．725kg／m (